2026年10月15日至18日,由深圳医学科学院(SMART)主办的SMART Genome Symposium: From Structure to Function在深圳光明召开。本次研讨会由西班牙基因组调控中心(Centre for Genomic Regulation, CRG)Maria Pia Cosma,深圳湾实验室黄恺、龙海珍、张浩岳,以及清华大学沈晓骅、颉伟共同发起组织,围绕基因组空间结构如何塑造其生物学功能展开深入交流。

会议聚焦基因组架构、染色质动态及其与基因调控、细胞功能和疾病之间的联系,汇集基因组学、细胞生物学、生物物理学、先进成像与计算建模等领域的学者。与会报告围绕染色质环挤出、核内区室化、DNA复制与基因组稳定性、RNA介导的调控以及转录动态等前沿问题展开,探讨从分子机制到细胞命运的多尺度联系,为理解基因组结构与功能的相互作用提供新的思路。
10月15日上午,会议首先举行青年研究员专场,入选报告人均由投稿摘要遴选产生,该环节由香港大学郭峤与深圳湾实验室杨轶棋分阶段主持。中山大学朱少奇介绍了CTCF与三维基因组重塑协同调控耗竭T细胞分化的机制。英国弗朗西斯·克里克研究所Georgii Pobegalov通过单分子成像与力谱技术,揭示细菌凝缩蛋白MukBEF作为高效DNA环挤出马达的功能。西班牙基因组调控中心(CRG)Sarah Royle结合活细胞与超分辨成像,探讨cohesin介导的环挤出与基因组区室化之间的联系。深圳大学侯文雅介绍了PARP1-RSMC信号招募Sororin、连接姐妹染色单体黏连与DNA损伤修复的机制。北京大学医学部师明磊介绍了通过抑制甲基供体代谢促进染色质松弛、降低全能样重编程结构屏障的研究。
随后,广州医科大学刘陌基于6975例泛癌全基因组测序数据,介绍了插入缺失突变特征图谱及其与DNA损伤修复过程的联系。香港科技大学(广州)储棂椤介绍了保障染色体准确分离的着丝粒内在动态“Spring”。安徽医科大学陈佳芃展示了领域专用智能体驱动的统计遗传学全流程分析平台。上海交通大学医学院附属第九人民医院李慧鹏介绍了通过人群尺度结构变异整合注释发现遗传性听力损失新风险变异的研究。深圳理工大学王小康则介绍了FOG1通过调控GATA1全基因组结合特异性,协调编码与非编码转录的机制。
10月15日下午,西班牙基因组调控中心(CRG)的Maria Pia Cosma致开幕辞,随后大会进入学术报告环节。本次会议的首位主旨讲者、西湖大学于洪涛介绍了环状RNA生物发生调控染色体区室化的研究。其团队发现,阻断circCDR1as形成可引起线性lncCDR1as异常积累,驱动相关基因座由B区室向A区室转换,并导致ZIC3异常表达和神经发生缺陷;而完整删除该位点并未产生相同表型。这项研究揭示,环状RNA生物发生障碍可通过线性RNA的异常功能影响异染色质稳定性与远距离基因调控,为理解RNA加工与三维基因组组织的联系提供了新的视角。
北京大学邓伍兰介绍了利用单分子显微技术解析转录调控时空动态的研究,揭示核小体密集区域可通过限制先驱转录因子的局部扩散促进其靶标搜索,并展示了单分子定位与扩散显微技术SMLDM在绘制活细胞分子运动图谱中的应用。上海交通大学毛亚飞介绍了灵长类基因组复杂性及其进化意义,通过高质量基因组组装和跨物种结构变异分析,揭示复杂基因组改变对物种适应、细胞类型特异性表达及人类遗传病风险的影响。
第一天下午的后续报告从表观遗传信息整合延伸至疾病机制。北京大学高毅勤结合信息分析与人工智能建模,探讨不同表观遗传调控机制之间的冗余、协同及高阶关联,并利用深度学习构建染色质状态的计算表征。上海长海医院李晶围绕FOXA1驱动的前列腺癌发生、治疗压力下的克隆演化及新抗原发现展开报告,展示了将人群特异性肿瘤基因组研究与个体化免疫干预相结合的精准肿瘤学思路。南方科技大学郑梅珍介绍了PR50相关神经毒性的多组学研究,揭示其通过扰动染色质相互作用、蛋白互作网络及细胞类型平衡影响基因调控,为探索干预靶点提供了依据。
10月16日上午,会议进入第二日议程,围绕核内空间组织、染色体构建及DNA复制调控展开。瑞士苏黎世大学Raffaella Santoro介绍了研究核仁相关基因组互作与蛋白质组的新技术,揭示核仁可主动参与染色质抑制及基因表达程序的调控。上海交通大学卞迁介绍了衰老相关SATB1缺失重塑初始CD4+ T细胞三维基因组的机制,揭示其可改变CTCF介导的空间互作并增强炎症及活化相关转录程序。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心杜振海介绍了核仁组分迁移调控精子发生中减数分裂性染色体失活的机制,揭示NPM1、SENP3与核糖体RNA在该过程中的关键作用。
随后,英国弗朗西斯·克里克研究所Frank Uhlmann围绕“染色体为何呈现其特有形态”这一问题,介绍了生化重构、基因组学与成像研究如何揭示cohesin和condensin拓扑捕获DNA、协同塑造染色体结构的机制。英国医学研究理事会分子生物学实验室Joe Yeeles介绍了复制叉推进与重启的调控,重点探讨前导链合成与解旋酶的耦联,以及通过重新引发恢复受阻复制叉的机制。深圳湾实验室龙海珍介绍了H2A.Z第61位酪氨酸磷酸化调控复制起点许可的研究,揭示CDK2-CK2-H2A.Z信号轴如何将G1期进程与组蛋白修饰、ORC1招募及复制前复合物组装相连接。
10月17日上午,会议从DNA复制、RNA修饰及先进成像等角度继续探讨基因组结构与功能的联系。日本理化学研究所生命系统动态研究中心Ichiro Hiratani介绍了单细胞DNA复制时序测序技术scRepli-seq,结合Hi-C与成像追踪发育和细胞周期中的基因组架构重塑,探讨复制时序、染色质区室与基因组稳定性之间的联系。北京大学Jiazhi HU介绍了复制压力下染色质环锚点阻碍DNA复制延伸的机制,揭示环锚点可诱发姐妹复制叉解耦,并促进晚复制区域的复制不完全与DNA双链断裂。中山大学温增麒介绍了全基因组核小体构象特征及其与转录、复制和三维基因组组织的关系。
美国宾夕法尼亚大学Melike Lakadamyali介绍了健康与疾病状态下染色质的超分辨成像研究,揭示核小体折叠及多尺度染色质结构对化学与力学信号的动态响应,并展示了结合机器学习识别细胞状态的应用。耶路撒冷希伯来大学Eran Meshorer介绍了胚胎干细胞分化过程中异染色质凝聚体的相态变化,发现HP1α凝聚体经历“凝胶—液体—凝胶”的非线性转变,为理解分化启动时的染色质可塑性提供了新的模型。法国国家科学研究中心结构生物学中心Marcelo Nollmann介绍了将Hi-M染色质追踪应用于成年果蝇脑组织的研究,揭示增强子与启动子空间接近可建立允许基因活化的结构状态,而活跃神经元亚型中的表达水平还受到其他调控机制影响。
当天下午,报告进一步聚焦染色质物理组织与转录调控。西班牙基因组调控中心(CRG)Maria Pia Cosma介绍了结合超分辨成像、基因组学与建模解析三维基因组组织的研究,展示了核小体簇的组织特征,并探讨转录及拓扑异构酶活性如何通过DNA超螺旋影响染色质折叠与基因活性。日本国立遗传学研究所Kazuhiro Maeshima介绍了cohesin限制凝聚常染色质结构域局部混合的研究,通过单核小体追踪及超分辨成像,揭示cohesin缺失可在不改变结构域整体压缩程度的情况下增加核小体流动性,削弱转录隔离。
美国索尔克生物研究所Clodagh O'Shea介绍了结合ChromEMT、关联光电成像及新型探针解析核内染色质超微结构的进展,探讨无序核小体链如何形成不同密度与功能状态的三维结构,并提出染色质液态至凝胶态转变参与基因活性和细胞命运调控的模型。中国科学院深圳先进技术研究院董鹏介绍了3D ATAC-PALM超分辨成像技术,实现单细胞核内开放染色质的纳米尺度空间测量,并结合单细胞测序揭示三维基因组组织对跨结构域基因共表达的调控作用。
学术报告之外,深圳医学科学院刘玥介绍了面向生命科学的区块链支持预印本平台“浪淘沙”,展示其促进研究成果快速共享与开放交流的探索。Vita期刊科学编辑何大洒介绍了期刊的办刊理念及开放获取模式,探讨高质量科学传播在促进全球生命科学交流中的作用。随后,大会举行墙报交流,与会者围绕研究成果与技术方法展开讨论。
10月18日上午,为期四天的研讨会进入最后一日议程。浙江大学阮一骏作为本次会议的另一位主旨讲者,介绍了人类细胞中染色质成环与转录调控的机制。其团队结合三维基因组图谱与功能扰动,提出cohesin介导环挤出的动态双模式机制:在NIPBL结合位点装载后,cohesin首先进行单侧挤出,遇到CTCF后转换方向,继续挤出直至完成相向排列的CTCF位点之间的染色质环。报告进一步探讨cohesin与RNA聚合酶II的协同作用,为理解NIPBL、CTCF与转录机器如何共同组织三维基因组提供了新的机制认识。
清华大学沈晓骅围绕DNA指引与转录驱动的基因组组织展开报告,从纳米尺度染色质构象与全基因组区室身份两个层面,探讨基因组内在属性提供的组织框架与转录、RNA塑造核内空间排列之间的关系,揭示共享同一基因组的细胞如何形成不同核内架构与细胞状态。
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈飞介绍了启动子近端及增强子转录终止协调RNA聚合酶II空间分配的机制,揭示转录终止有助于维持局部可循环利用的聚合酶池,支持调控枢纽内的有效转录。东南大学林承棋介绍了超级延伸复合物SEC介导的转录延伸控制,探讨分子因子与染色质如何协同确保RNA聚合酶II准确释放暂停并及时激活基因。西湖大学万奕含介绍了原位多重实时成像技术GINKgo,将新生RNA单分子成像、基因条形码与原位测序结合,实现数百个基因转录动态的系统测量,并揭示表观遗传修饰和局部染色质接触对转录爆发动力学的不同调控作用。

在本次会议的最后,大会举行墙报颁奖,深圳湾实验室黄恺致闭幕辞,为四天的学术交流画上句号。青年学者短报告与墙报展示为不同职业阶段的研究者提供了分享成果、交流思路的机会,也为跨学科、跨机构的后续合作创造了条件。
本次研讨会集中呈现了三维基因组研究的前沿进展与创新技术,推动了基因组学、先进成像、生物物理与计算建模等领域的深入对话。从染色质的物理组织到基因表达和细胞命运,与会报告展示了结构与功能相互作用的丰富层次。期待以此次会议为契机,通过持续的国际交流与合作,进一步揭示基因组运行的基本规律,为理解发育、衰老与疾病提供新的科学依据。