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  • 张宁宁
  • 研究员,研究组长,博士生导师
  • E-mail: ningning.zhang@sibcb.ac.cn
  • 实验室主页: 
    个人简介:
  • 2013年毕业于河北农业大学,获得理学学士学位;2020年9月毕业于中国科学院微生物研究所,获得生物化学与分子生物博士学位;2021年6月至2025年5月于耶鲁大学遗传系和耶鲁大学干细胞中心从事博士后研究;2025年6月至2026年10月在耶鲁大学遗传系任副研究员。于2026年10月起任中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(原生物化学与细胞生物学研究所)研究员,研究组长,博士生导师。

    曾获NIH K99/R00 award、Tom and Joan Steitz RNA Fellows Program、65th ASH Achievement Awards以及郑儒永黄河奖学金。

    社会任职:
    研究方向:
  • 糖基化RNA和细胞表面 RNA的生物发生和生理功能
    研究工作:
  • 长期以来,RNA主要被认为是遗传信息的载体和基因表达的调控分子,而糖基化则主要被认为发生在蛋白质和脂质上。2021年,研究人员首次发现,部分小非编码RNA也可以携带N-型糖链,并展示于活细胞外表面。这一发现提出了一种此前未被认知的生物分子类型——糖基化RNA(glycosylated RNA,简称 glycoRNA),拓展了人们对RNA化学修饰、细胞表面分子组成及RNA生物学功能的认识。GlycoRNA的发现打破了传统上对RNA与糖生物学相对独立的认知,也引出了多个重要科学问题:glycoRNA如何合成并运输至细胞表面?RNA与糖链如何共同决定其分子性质?细胞表面的glycoRNA能够识别哪些受体?这种分子识别在细胞间通讯、免疫调控和生理过程中发挥什么作用?这些问题构成了glycoRNA领域的重要研究方向,也为探索RNA介导的细胞表面识别和信号调控开辟了新的研究空间。

    1. 首次揭示GlycoRNA的生理功能及其受体识别

    研究工作推动了glycoRNA从新型生物分子的发现走向生理功能研究。该研究揭示了中性粒细胞表面glycoRNA在白细胞募集过程中的功能,并确定P-selectin(P-选择素)是首个被鉴定的具有功能意义的glycoRNA受体。P-selectin是一种重要的细胞黏附分子,参与白细胞与血管内皮细胞之间的相互作用,在炎症反应和白细胞募集过程中发挥重要作用。

    这一发现的意义主要体现在三个方面。功能层面: 揭示了glycoRNA参与白细胞募集等生理过程的作用,将glycoRNA研究从分子发现推进到生理功能层面。受体层面: 鉴定P-selectin为首个具有功能意义的glycoRNA受体,为研究glycoRNA介导的细胞表面分子识别提供了明确的切入点。机制层面: 提出了glycoRNA可能通过与细胞表面受体相互作用,参与细胞黏附及细胞间通讯的研究方向。这项研究为进一步解析glycoRNA与受体之间的分子识别机制奠定了基础。

    此外研究还发现,中性粒细胞glycoRNA的表达依赖于Sidt1/2 (潜在的RNA转运体),这为glycoRNA的合成转运提供基础。

    2. GlycoRNA与P-selectin相互作用的分子机制

    目前研究重点是解析glycoRNA与P-selectin相互作用的分子和结构基础,尤其关注中性粒细胞表面glycoRNA如何通过其RNA骨架与多价糖链组织,实现对P-selectin的协同识别。研究揭示GlycoRNA通过多价糖链实现协同受体识别,中性粒细胞表面的glycoRNA能够呈递多个功能性糖链,从而促进其与P-selectin之间的协同结合。这一机制的核心发现是:RNA骨架不仅是糖链的连接载体,还可通过组织多个糖链的空间呈递,增强受体对glycoRNA的识别。与单个糖链和受体之间的简单结合相比,多价糖链呈递能够提供多个潜在的结合位点,并促进多位点相互作用,从而影响整体结合强度和协同性。

    这为理解glycoRNA如何利用RNA与糖链的组合特性实现高效的细胞表面分子识别提供了新的机制解释。glycoRNA的功能并非仅由其所携带的糖链决定,RNA骨架本身及其对糖链的组织方式也具有重要作用。因此,glycoRNA是一个具有协同作用的复合分子体系,而不仅仅是RNA与糖链的简单组合。

    3. 区分GlycoRNA与经典配体PSGL-1的作用

    PSGL-1(P选择素糖蛋白配体1)是参与P-selectin介导的白细胞黏附的重要经典配体。研究通过PSGL-1敲除及glycoRNA耗竭等实验,分析两种配体系统对P-selectin结合的贡献。结果显示,PSGL-1敲除与glycoRNA耗竭对P-selectin结合的影响具有叠加效应。这一发现支持glycoRNA与PSGL-1可能通过相似的受体结合的机制参与P-selectin介导的细胞表面识别。这为理解传统蛋白质配体与新型RNA糖缀合物如何共同参与细胞黏附提供了新的研究方向。

    我们致力于探索glycoRNA的生物合成、细胞表面运输、分子识别及生理功能,推动RNA生物学与糖生物学的交叉融合。我们始终相信,好奇心是科学探索的起点,独立思考是创新研究的基础。实验室尊重每一位成员的个人兴趣、学术追求与个性发展,鼓励大胆提出问题、勇于探索未知,并在开放、平等、互助的科研氛围中开展富有创造性的研究。我们致力于为学生和博士后提供系统的科研训练、充分的学术指导与广阔的发展空间,帮助每一位成员培养独立思考能力、科学探索精神和严谨求实的科研态度,实现个人成长与团队发展的共同进步。我们真诚欢迎对科学充满好奇、对探索未知抱有热情、愿意迎接挑战的优秀青年加入实验室。无论你来自什么专业背景,只要你热爱科学、乐于思考、勇于探索,我们都期待与你一起发现新问题、探索新机制、创造新知识,共同推动glycoRNA领域的发展。

    承担科研项目情况:
    代表论著:
    1. Ningning Zhang, Wenwen Tang, Lidiane Torres, Xujun Wang, Yasmeen Ajaj, Li Zhu, Yi Luan, Hongyue Zhou, Yadong Wang, Dingyao Zhang, Vadim Kurbatov, Sajid A. Khan, Priti Kumar, Andres Hidalgo, Dianqing Wu and Jun Lu. Cell surface RNAs control neutrophil recruitment. Cell, 2024
    2. Luoyi Li, Ningning Zhang, Carla Pantoja, Yadong Wang and Jun Lu. Protocol for detecting glycoRNAs using metabolic labeling and northwestern blot. STAR Protocols, 2024.
    3. Ningning Zhang, Wenwen Tang, Lidiane Torres, Li Zhu, Xujun Wang, Yasmeen Ajaj, Yadong Wang, Dingyao Zhang, Vadim Kurbatov, Hongyue Zhou, Yi Luan, Priti Kumar, Andres Hidalgo, Dianqing Wu and Jun Lu. Cell Surface RNAs Control Neutrophil Function. Blood, 2023.
    4. Ningning Zhang, Li Guo and Li Huang. The Sac10b homolog from Sulfolobus islandicus is an RNA chaperone. Nucleic Acids Research, 2020
    5. Yi Luan, Jiajia Hu, Qijun Wang, Wujun Wang, Wenxue Li, Rihao Qu, Chuan Yang, Barani Kumar Rajendran, Hongyue Zhou, Peng Liu, Ningning Zhang, Yu Shi, Yansheng Liu, Wenwen Tang, Jun Lu and Dianqing Wu. Wnt5 Controls Splenic Myelopoiesis and Neutrophil Functional Ambivalency During DSS-Induced Colitis. Cell Reports, 2024
    6. Zhiliang Bai; Dingyao Zhang; Yan Gao; Bo Tao; Shuozhen Bao; Archibald Enninful; Daiwei Zhang; Graham Su; Xiaolong Tian; Ningning Zhang; Yang Xiao; Yang Liu; Mark Gerstein; Mingyao Li; Yi Xing; Jun Lu; Mina L. Xu; Rong Fan. Spatially Exploring RNA Biology in Archival Formalin-Fixed Paraffin-Embedded Tissues. Cell, 2024
    7. Hongyu Zhao, Xinyue Zhang, Ningning Zhang, Li Zhu and Huan Lian. The interplay Salmonella and host: Mechanisms and strategies for bacterial survival. Cell Insight, 2025
    8. Daijiang Xiong, Zhimeng Li, Wen Qi, Shaoying Wang, Junkai Huang, Ningning Zhang, Zhenfeng Zhang, Li Huang. Archaeal replicative primase mediates DNA double-strand break repair. Nucleic Acids Research, 2025
    获奖及荣誉:
    研究组成员: