生命是如何產(chǎn)生的？如何變復雜的？意識的本質(zhì)是什么？這是生物學(xué)的三大關(guān)鍵問(wèn)題，我們試圖通過(guò)細胞命運和表觀(guān)遺傳的研究，對第二個(gè)問(wèn)題做出關(guān)鍵推進(jìn)，并引導到第三個(gè)問(wèn)題。

細胞是生命活動(dòng)的基本單位，從進(jìn)化角度看，細胞先經(jīng)歷了細胞內結構的特化和功能的擴展，之后才開(kāi)始多細胞生物的進(jìn)化，多細胞生物個(gè)體則包含多種具備獨特功能的細胞。多細胞生物的個(gè)體發(fā)育是幾乎不涉及基因序列改變的，那這些細胞如何被引導到特定的細胞狀態(tài)呢？這個(gè)問(wèn)題被稱(chēng)為細胞命運決定，涉及表觀(guān)遺傳學(xué)、信號轉導等等一系列基本科學(xué)問(wèn)題。生命活動(dòng)之所以難以理解，在于影響一個(gè)現象（如細胞命運）的因素是多維度的，這也是目前在細胞再生治療等實(shí)踐中所遇到的理論困難的根本原因。因此進(jìn)一步了解細胞命運決定各因素之間的相互聯(lián)系，將能夠對進(jìn)化中多細胞生物其細胞組織功能的形成有更深入的了解，也將有機會(huì )創(chuàng )造了解這種多維度支配下的生物系統的嶄新思維模式。

細胞命運決定一方面是干細胞應用技術(shù)所亟需的基本理論，另一方面更是從細胞生物學(xué)角度理解多細胞生物生命活動(dòng)的重要基礎研究命題。我們在過(guò)去的研究中揭示表觀(guān)遺傳因素如組蛋白甲基化是如何被細胞外環(huán)境、核心轉錄因子所影響、進(jìn)而決定細胞命運的，發(fā)展了一系列追蹤復雜細胞命運中轉錄信息和非編碼序列信息變化的新算法。我們的長(cháng)遠目標是通過(guò)這一系列研究，清晰地理解多細胞生物的功能組織過(guò)程，提出新的生物學(xué)研究思路及理論，也希望將這種知識運用到人類(lèi)健康事業(yè)上。

主要研究方向

1）以干細胞模型（如類(lèi)器官、重編程等）研究細胞命運決定的分子調控機理；主要探討表觀(guān)遺傳調控的特異性機制，及其與信號轉導、轉錄因子、非編碼遺傳信息之間的聯(lián)系。

2）以細胞命運轉化模型中采集的表觀(guān)遺傳組和單細胞轉錄組等大數據，通過(guò)計算生物學(xué)挖掘重要生物學(xué)機理，根據新理論開(kāi)發(fā)新算法和新軟件。

3）通過(guò)細胞命運決定理論促進(jìn)干細胞誘導分化的技術(shù)實(shí)踐（旨在獲得具有體內功能的細胞，目前這仍是主要瓶頸），從而推進(jìn)再生醫學(xué)發(fā)展。

核心技術(shù)平臺

1.干細胞培養與分化，包括類(lèi)器官3D培養和化學(xué)生物學(xué)方法；

2.先進(jìn)的干細胞遺傳學(xué)和小鼠遺傳學(xué)系統，應用遺傳學(xué)手段實(shí)現可信的科學(xué)證明；

3.前沿的生物學(xué)信息學(xué)研究能力，基于理論創(chuàng )新需求的算法開(kāi)發(fā)能力。

國家自然科學(xué)獎二等獎 （2018）

廣東省青年科技創(chuàng )新獎（2023）

第二十五屆廣東青年五四獎?wù)拢?023）

第一屆中國科學(xué)院青年五四獎?wù)拢?022）

廣東省科學(xué)技術(shù)一等獎（2015）；

廣州市科學(xué)技術(shù)一等獎（2015）；

中國科學(xué)院杰出成就獎（團隊，2017）；

中國科學(xué)院卓越青年科學(xué)家（2014）；

廣東省南粵創(chuàng )新獎（團隊，2017）；

連續三年（2020-2022）獲得中國科學(xué)院優(yōu)秀導師榮譽(yù)稱(chēng)號等。

（*為通訊作者），以下工作更新于2024年，完整論文信息請見(jiàn)https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=jiekai+chen

2024年

1.??????? Shan, Ziyun, Yingying Zhao, Xiuyu Chen, Guodong Zhan, Junju Huang, Xuejie Yang, Chongshen Xu, ; …;?Jiekai Chen*;? KMT2D Deficiency Leads to Cellular Developmental Disorders and Enhancer Dysregulation in Neural-Crest-Containing Brain Organoids, Science Bulletin ,2024,69(22): 3533–46.（闡明KMT2D缺失影響神經(jīng)元及神經(jīng)嵴分化異常的分子機制）

2.??????? Lai, Wanjing, Yingying Zhao, Yalan Chen, Zhenzhu Dai, Ruhai Chen, Yimei Niu, Xiaoxia Chen; …;?Jiekai Chen*;? Autism Patient-Derived SHANK2BY29X Mutation Affects the Development of ALDH1A1 Negative Dopamine Neuron, Molecular Psychiatry ,2024,29(10): 3180–94.（自閉癥患者的SHANK2BY29X突變影響ALDH1A1陰性多巴胺神經(jīng)元的發(fā)育）

2023年

3.??????? Cao, Shangtao, Huijian Feng, Hongyan Yi, Mengjie Pan, Lihui Lin, Yao Santo Zhang, Ziyu Feng; …;?Jiekai Chen*;? Single-Cell RNA Sequencing Reveals the Developmental Program Underlying Proximal–Distal Patterning of the Human Lung at the Embryonic Stage,?Cell Research ,2023,33(6): 421–33.（開(kāi)發(fā)單細胞測序技術(shù)解析胎肺發(fā)育的近-遠端特化進(jìn)程）

2021年

4.??????? Jiadong Liu^#; Mingwei Gao^#; Jiangping He^#; Kaixin Wu; Siyuan Lin; Lingmei Jin; …;?Jiekai Chen*;?The RNA m6A reader YTHDC1 silences retrotransposons and guards ES cell identity,?Nature, 2021, 591(7849): 322-326.?(發(fā)現RNA m6A調控異染色質(zhì)和干細胞的新功能)?

5.??????? Jiangping He; …; Andrew P. Hutchins*;?Jiekai Chen*;?Identifying transposable element expression dynamics and heterogeneity during development at the single-cell level with a processing pipeline scTE,?Nature Communications, 2021, 12(1): 1456.?(開(kāi)發(fā)單細胞測序分析轉座元件的新工具)?

6.??????? Feng-Liang Liu^#; Kaixin Wu^#; Jiaoyang Sun^#; Zilei Duan^#; Xiongzhi Quan; …; Guangming Wu*; Yong-Tang Zheng*;?Jiekai Chen*;?Rapid generation of ACE2 humanized inbred mouse model for COVID-19 with tetraploid complementation,?National Science Review, 2021.?（新一代動(dòng)物模型技術(shù)，35天制備新冠易感小鼠）

7.??????? ?Xianwen Ren^#; Wen Wen^#; Xiaoying Fan^#; …; Hongyang Wang*; Bing Su*; Zheng Zhang*; Kun Qu*; Xiaoqun Wang*;?Jiekai Chen*; Ronghua Jin*; Zemin Zhang*;?COVID-19 immune features revealed by a large-scale single cell transcriptome atlas,?Cell, 2021.?(新冠肺炎單細胞研究中國聯(lián)盟，限于篇幅未列出所有重要作者)?

2020年

8.??????? Kaixin Wu^#; He Liu^#; Yaofeng Wang; Jiangping He; …;?Jiekai Chen*;?SETDB1-Mediated Cell Fate Transition between 2C- Like and Pluripotent States,?Cell Reports, 2020, 30(1): 25-36.?(發(fā)現H3K9甲基化酶SETDB1調控干細胞多能性和全能性)

9.??????? Jiadong Liu^#; Mingwei Gao^#; …;?Jiekai Chen*;?YTHDF2/3 Are Required for Somatic Reprogramming through Different RNA Deadenylation Pathways,?Cell Reports, 2020, 32(10): 108120.?

10.???? Jiekai Chen*;?Perspectives on somatic reprogramming: spotlighting epigenetic regulation and cellular heterogeneity,?Current Opinion in Genetics & Development, 2020, 64: 21-25.

11.???? ?Jiangping He^#; Shuijiang Cai^#; Huijian Feng^#; Baomei Cai^#; Lihui Lin^#; Yuanbang Mai; …; Nanshan Zhong; Xinwen Chen*; Xilong Deng*;?Jiekai Chen*;?Single-cell analysis reveals bronchoalveolar epithelial dysfunction in COVID-19 patients,?Protein & Cell, 2020, 11(9): 680-687.

12.???? Xiaowei Lai^#; Qian Li^#; Fang Wu; Jiechun Lin;?Jiekai Chen*; Hui Zheng*; Lin Guo*;?Epithelial-Mesenchymal Transition and Metabolic Switching in Cancer: Lessons From Somatic Cell Reprogramming,?Front Cell Dev Biol, 2020 , 8:760.

13.???? Linlin Hou*; Yuanjie Wei; …;?Jiekai Chen; Xichen Bao*; Ralf Jauch*;?Concurrent binding to DNA and RNA facilitates the pluripotency reprogramming activity of Sox2,?Nucleic Acids Research, 2020, 48(7): 3869-3887.

14.???? Jing Sun^#; Zhen Zhuang^#; Jian Zheng^#; …;?Jiekai Chen; Yimin Li; Nanshan Zhong; David K. Meyerholz; Paul B. McCray, Jr.*; Stanley Perlman*; Jincun Zhao*;?Generation of a Broadly Useful Model for COVID-19 Pathogenesis, Vaccination, and Treatment,?Cell, 2020, 182(3): 734-+.

15.???? Shengyong Yu^#; Chunhua Zhou^#; Shangtao Cao^#; Jiangping He^#; …;?Jiekai Chen; Jing Liu*; Duanqing Pei*;?BMP4 resets mouse epiblast stem cells to naive pluripotency through ZBTB7A/B-mediated chromatin remodelling,?Nature Cell Biology, 2020, 22(6): 651-+.

2013-2019年

16.???? Lin Guo^#; Lihui Lin^#; Xiaoshan Wang^#; Mingwei Gao; Shangtao Cao; Yuanbang Mai; Fang Wu; …; Duanqing Pei*;?Jiekai Chen*;?Resolving Cell Fate Decisions during Somatic Cell Reprogramming by Single-Cell RNA-Seq,?Molecular Cell, 2019, 73(4): 815-829.?(建立SOT算法，對iPS重編程過(guò)程的細胞命運決定過(guò)程進(jìn)行了新闡述)

17.???? Zhiwei Zhou; Xuejie Yang; Jiangping He; …; Andrew P. Hutchins; Duanqing Pei*;?Jiekai Chen*;?Kdm2b Regulates Somatic Reprogramming through Variant PRC1 Complex-Dependent Function,?Cell Reports, 2017, 21(8): 2160-2170.

18.???? Dongwei Li^#; Jing Liu^#; Xuejie Yang^#; …; Andrew P. Hutchins*;?Jiekai Chen*; Duanqing Pei*;?Chromatin Accessibility Dynamics during iPSC Reprogramming,?Cell Stem Cell, 2017, 21(6): 819-833.

19.???? Jing Liu; Qingkai Han; Tianran Peng; …; Guangjin Pan;?Jiekai Chen*; Duanqing Pei*;?The oncogene c-Jun impedes somatic cell reprogramming,?Nature Cell Biology, 2015, 17(7): 856-867.

20.???? Jiangping He; Xiuling Fu; Meng Zhang; …;?Jiekai Chen; Miguel A. Esteban; Andrew P. Hutchins*;?Transposable elements are regulated by contextspecific patterns of chromatin marks in mouse embryonic stem cells,?Nature Communications, 2019, 10(1): 34.

21.???? Alejandro De Los Angeles^#; Francesco Ferrari^#; …;?Jiekai Chen; Marti Borkent; Vladislav Krupalnik; Ernesto Lujan; Marius Wernig; Jacob H. Hanna; Konrad Hochedlinger; Duanqing Pei; Rudolf Jaenisch; Hongkui Deng; Stuart H. Orkin; Peter J. Park*; George Q. Daley*;?Failure to replicate the STAP cell phenomenon,?Nature, 2015, 525(7570): E6-9.

22.???? Mengyun Zhang^#; Yong Dong^#; Fangxiao Hu^#; …;?Jiekai Chen; Aibin He; Bing Liu; Demin Wang; Yong-Guang Yang; Jinyong Wang*;?Transcription factor Hoxb5 reprograms B cells into functional T lymphocytes,?Nature Immunology, 2018, 19(3): 279-290.

23.???? Shangtao Cao^#; Shengyong Yu^#; Dongwei Li^#; Jing Ye; Xuejie Yang; …; Guangjin Pan;?Jiekai Chen; Jing Liu*; Duanqing Pei*;?Chromatin Accessibility Dynamics during Chemical Induction of Pluripotency,?Cell Stem Cell, 2018, 22(4): 529-542.

24.???? Jiekai Chen^#; He Liu^#; Jing Liu; Jing Qi; Bei Wei; Jiaqi Yang; Hanquan Liang; You Chen; et al.?H3K9 methylation is a barrier during somatic cell reprogramming into iPSCs,?Nature Genetics, 2013, 45(1): 34-42.?（首次闡明H3K9甲基化是重編程的重要障礙，ESI高引論文）

25.???? Jiekai Chen^#; Lin Guo^#; Lei Zhang^#; Haoyu Wu; Jiaqi Yang; He Liu; et al.?Vitamin C modulates TET1 function during somatic cell reprogramming,?Nature Genetics, 2013, 45(12): 1504-1509.?（闡明Vc對Tet1的功能的轉化作用，當期雜志配發(fā)評論）