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表观遗传修饰，包括DNA甲基化和组蛋白修饰，在调控染色质结构和基因表达中发挥着重要作用。在过去的二十年里，在识别添加和删除这些修饰的酶方面取得了巨大的进展。然而，大多数表观遗传修饰的生物学功能仍然知之甚少。
我们的实验室对阐明健康和疾病的表观遗传机制感兴趣。我们使用遗传学、生化和分子方法来研究表观遗传修饰因子，特别是那些参与DNA甲基化和组蛋白赖氨酸甲基化的表观遗传修饰因子在哺乳动物发育、生理和各种疾病中的作用。
我们目前的工作侧重于以下领域：
- DNA甲基化与组蛋白修饰之间的串扰
- 发展和疾病的表观遗传改性剂
- 干细胞行为和功能的表观遗传调控
DNA甲基化与组蛋白修饰之间的串扰。
各种表观遗传机制在染色质结构和基因表达的调控中相互配合、相互协调。全基因组研究表明，DNA甲基化标记的分布与特定组蛋白修饰的富集或耗尽相关。我们的工作重点是DNA甲基化和组蛋白修饰在发育过程和癌症之间的相互作用。例如，我们最近证明了KDM1B(也称为LSD2和AOF1)，一种赖氨酸去甲基酶，专门去除组蛋白H3 (H3K4me1/me2)赖氨酸4上的单甲基和二甲基标记，是在卵子发生过程中建立印迹位点DNA甲基化标记所必需的。我们的结果为组蛋白赖氨酸甲基化参与基因组印迹调控提供了第一个遗传学证据。
右侧的图像显示了在配子发生过程中建立基因组印记的模型。我们建议擦除H3K4甲基标记（通过KDM1B，也许其他H3K4 KDMS）是一个先决条件德诺维DNA甲基化（通过DNMT3A-DNMT3L复合物）在胚芽细胞中压印控制区域。
表演改性在发育与疾病中。
表观遗传状态在体细胞中相对稳定，但在配子发生和早期胚胎发生期间经历了激烈的变化（表观遗传重编程）。表观遗传改性剂的遗传改变与发育障碍和癌症有关。例如，DNMT3B突变导致ICF（一世mmunodefiry，CEntromer稳定性，和F面部异常)综合症，和DNMT3A在血液学恶性肿瘤中经常观察到突变。我们有兴趣确定参与表观遗传重编程事件的主要表观遗传调节剂以及理解表观遗传调节剂突变导致疾病的机制。例如，我们最近显示H3K4去甲基酶LSD1（AKA KDM1A和AOF2）和H3K9甲基转移酶SETDB1（AKA ESET和KMT1E）是卵母细胞减数进展的临界调节剂。
右图显示lsd1缺陷卵母细胞减数分裂缺陷和分裂。
干细胞行为和功能的表观遗传调控。
干细胞的特点是具有自我复制(自我更新)和产生多种细胞类型(分化)的能力。全能受精卵(受精卵)既能分化为胚胎谱系，也能分化为胚胎外谱系。囊胚期胚胎的多功能ICM(内细胞团)细胞和ES细胞(起源于ICM)具有向除胎盘细胞外的所有细胞类型分化的能力。多能成体干细胞可以产生多种组织特异性细胞类型。我们正在研究参与DNA甲基化和组蛋白修饰的酶在维持胚胎干细胞多能性和分化以及成体干细胞组织再生和修复功能中的作用。
右图为遗传谱系追踪实验结果，表明肠隐窝底部表达setdb1的细胞是肠干细胞，能够产生肠上皮的所有细胞类型。