真核生物为代表的复杂生命体以细胞为单位。细胞拥有一套精密的自身稳态调控系统，能够在多变的环境中长时间维持自身稳定——在持续变化、持续消耗能量和持续发生内部更新的情况下，主动维持自身的组织与功能，并具备适应和演化能力，是生命的核心特征之一。

表观遗传调控是细胞长期适应、状态记忆和响应重编程的重要机制。多种癌症和遗传疾病由表观遗传因子突变导致的细胞稳态维持机制失效所引发，而目前治疗相关疾病的最大障碍是对其稳态维持机制的理解不足。增进对细胞稳态维持的表观遗传调控机制及其进化路径的了解，将有助于发现相关疾病的新靶点，为提出高效、可靠的诊疗策略奠定基础。

陈晓课题组聚焦“细胞稳态的表观遗传调控与进化”开展系列研究：

1）揭示了染色体特征对细胞稳态的影响，为阐明稳态维持的调控机制奠定基础；

2）解析了组蛋白修饰调控细胞稳态的机制，拓展了对表观遗传因子参与调控稳态的认知；

3）描绘了表观遗传调控异常导致细胞稳态失衡、引发疾病的机制，确认了其诊疗应用价值。

我们关注什么？

本课题组致力于揭示真核细胞在动态环境中维持功能稳态与长期适应的基本规律。以纤毛虫为主要实验模型，结合细胞生物学、表观遗传学、功能基因组学和定量系统生物学，研究细胞对扰动的感知、响应、修复、适应性记忆及遗忘机制，重点解析多时间尺度调控网络如何协调稳定性与可塑性，并探索相关原理对人工适应系统长期可靠运行的启示。

我们用什么材料开展研究？

原生生物纤毛虫（四膜虫、草履虫、游仆虫等）、复杂生命系统（人、小鼠等细胞系）

我们为什么用纤毛虫开展研究？

作为一种模式材料，纤毛虫（如四膜虫）在适应性稳态与细胞记忆研究中的优势包括：

1）完整的单细胞生命系统：运动、摄食、感知、代谢、损伤修复、增殖和环境适应都必须在同一个细胞中协调完成。研究结果更容易直接联系细胞整体生存，而不只是某条信号通路。

2）具有非常适合研究结构稳态的多纤毛体系：可以通过可控损伤，观察细胞如何感知结构缺失、启动修复并恢复正常功能。

3）具有特殊的大核—小核分工：这为研究基因组功能、染色质状态和细胞分裂背景下的信息维持提供了特色模型。

4）可以在相对短的实验时间内研究多次扰动、恢复和细胞世代变化：细胞增殖周期仅3小时，且不同交配型细胞间可进行有性生殖产生多种“性别”的子代细胞。