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師資力量
昆蟲學系
段元格
發(fā)布日期：2023-02-22 瀏覽次數(shù)： 信息來源：植保學院 字號：[ 大 中 小 ]

基本信息

姓名:

段元格

性別:

男

系別:

昆蟲學系

職稱:

副教授 博士生導師

學位:

理學博士

Email：

duanyuange@cau.edu.cn

辦公電話：

86-10-62734842

 

工作經歷

2022.12-至今 中國農業(yè)大學 副教授

2021.01-2022.11 北京大學 博士后

 

教育經歷

2015.09-2020.12 北京大學 博士

2011.09-2015.07 北京師范大學 學士

 

學術兼職

無

 

教學工作

本科生課程：生物進化論（擬）、植保專業(yè)英語-昆蟲方向

研究生課程：昆蟲學專業(yè)英語與科技寫作

 

研究方向

1. 演化生物學————千古興亡多少事，不盡長江滾滾流。

演化生物學（evolutionary biology）又譯作“進化生物學”，其理念源自達爾文的巨著《物種起源》。演化生物學認為，現(xiàn)存生物都來自于一個共同祖先，在傳代的過程中逐漸積累突變，在自然選擇的作用下適者生存。正如同考古學根據(jù)現(xiàn)存的遺跡去推斷過去發(fā)生的事件，演化生物學也試圖通過現(xiàn)有物種的基因組序列去推斷生命之樹的結構以及歷史上發(fā)生的一系列自然選擇等事件。相應地，群體遺傳學、比較基因組學等學科也應運而生。而轉錄組、蛋白組等多組學時代的到來又為研究生物演化提供了更多的維度和視角。

當傳統(tǒng)生物學在回答“是什么（what）”，演化生物學就在回答“為什么（why）”。我們團隊從演化和自然選擇的角度去解析昆蟲的基因組、轉錄組等。有諸多有趣的問題值得探究：受到自然選擇的位點會有怎樣的基因組特征？如何鑒定？這些位點/基因為什么會受選擇？是改變了蛋白序列還是改變了表達量？受選擇位點/基因是否與生物適應環(huán)境有關？這些都是演化生物學回答的問題。

 

2. 生物信息學————排空馭氣奔如電，升天入地求之遍。

生物信息學（bioinformatics）是生命科學與計算機科學的交叉。因為對高通量組學數(shù)據(jù)的處理，非人力可為之，故需要借助計算機的幫助。序列比對、差異表達、變異位點注釋等流程，成為了生物信息學的基礎入門分析。明確科學問題，借助生物信息學方法，將取得又快又準的成效。

我們團隊有大量昆蟲基因組和轉錄組數(shù)據(jù)，包括眾多半翅目蝽類物種。團隊已在基因組組裝、線粒體基因表達調控等方面做出過諸多成果。

 

3. A-to-I RNA編輯————忽如一夜春風來，千樹萬樹梨花開。

突變是生物體適應環(huán)境和性狀變化的主要來源。DNA突變具有“全有或全無”的特性，可能會在不同的組織或者發(fā)育階段之間產生拮抗作用，即“多效性”，這在一定程度上限制了生物的適應性演化。而RNA水平上的變化則規(guī)避了DNA突變的多效性。A-to-I RNA編輯（adenosine-to-inosine RNA editing）是后生動物中廣泛存在的轉錄后RNA修飾，由于I會被識別為G，故A-to-I編輯能潛在地改變氨基酸序列。RNA編輯可以時空特異性地調控轉錄組和蛋白組的多樣性，使生物更快更靈活地對外界環(huán)境做出反應，該機制對生物體適應性演化具有重要的促進作用，會受到較強的自然選擇。

我們以昆蟲類群為主要研究對象，探究A-to-I RNA編輯的適應性演化規(guī)律、演化驅動力以及調控機制。我們有眾多有趣的發(fā)現(xiàn)：改變氨基酸的RNA編輯位點（又稱“重編碼位點”）在演化過程中受到正向自然選擇，在近緣物種之間高度保守，而且RNA編輯選擇性地增大了保守基因的序列可變空間；在相距較遠的進化枝上，RNA編輯甚至發(fā)生了趨同適應性演化，傾向于編輯不同物種的同源基因；證據(jù)表明，RNA編輯可能是通過靈活增加多樣性的方式來提高生物體的適合度，促進生物適應環(huán)境。以上研究都離不開演化生物學的研究思路和生物信息學這種研究方法。

 

科研項目

l  中國科協(xié)第九屆青年人才托舉工程（No. 2023QNRC001），30萬元，2023.09-2025.12，主持

l  國家自然科學基金青年基金（No. 32300371），30萬元，2024.01-2026.12，主持

l  北京市科協(xié)2023-2025年度青年人才托舉工程（No. BYESS2023160），3萬元，主持

l  中國博士后科學基金面上項目（No. 2022M710221），8萬元，2022.7-2023.6，主持

 

代表性論文

# 共同第一作者，* 通訊作者，IF5year：最近五年平均影響因子

[1].     Duan, Y.# *, Ma, L.#, Liu, J.#, Liu, X., Song, F., Tian, L., Cai, W., and Li, H.* (2024). The first A-to-I RNA editome of hemipteran species Coridius chinensis reveals overrepresented recoding and prevalent intron editing in early-diverging insects Cellular and Molecular Life Sciences 81, 136 (IF5year = 8.7) https://doi.org/10.1007/s00018-024-05175-6

[2].     Li, B.#, Duan, Y.#, Du, Z., Wang, X., Liu, S., Feng, Z., Tian, L., Song, F., Yang, H., Cai, W., Lin, Z.* and Li, H.* (2024). Natural selection and genetic diversity maintenance in a parasitic wasp during continuous biological control application. Nature Communications 15, 1379 (IF5year = 17.0) https://doi.org/10.1038/s41467-024-45631-2

[3].     Zhao, T.#, Ma, L.#, Xu, S.#, Cai, W., Li, H. and Duan, Y.* (2024). Narrowing down the candidates of beneficial A-to-I RNA editing by comparing the recoding sites with uneditable counterparts. Nucleus 15:1 (IF5year = 2.9) https://doi.org/10.1080/19491034.2024.2304503

[4].     Ma, L.#, Zheng, C.#, Xu, S., Xu, Y., Song, F., Tian, L., Cai, W., Li, H. and Duan, Y.* (2023). A full repertoire of Hemiptera genomes reveals a multi-step evolutionary trajectory of auto-RNA editing site in insect Adar gene. RNA Biology 20: 703-714 (IF5year = 5.0) https://doi.org/10.1080/15476286.2023.2254985

[5].     Duan, Y.# *, Xu, Y.#, Song, F., Tian, L., Cai, W., and Li, H.* (2023). Differential adaptive RNA editing signals between insects and plants revealed by a new measurement termed haplotype diversity. Biology Direct 18: 47 (IF5year = 3.8) https://doi.org/10.1186/s13062-023-00404-7

[6].     Duan, Y.# *, Ma, L.#, Song, F., Tian, L., Cai, W., and Li, H.* (2023). Auto-recoding A-to-I RNA editing sites in the Adar gene underwent compensatory gains and losses in major insect clades. RNA 29:1509-1519 (IF5year = 5.3) https://rnajournal.cshlp.org/content/early/2023/07/14/rna.079682.123

[7].     Duan, Y.*, Li, H., and Cai, W.* (2023). Adaptation of A-to-I RNA editing in bacteria, fungi, and animals. Frontiers in Microbiology 14: 1204080 (IF5year = 6.2) https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1204080

[8].     Xu, Y.#, Liu, J.#, Zhao, T., Song, F., Tian, L., Cai, W., Li, H, and Duan, Y.* (2023). Identification and interpretation of A-to-I RNA editing events in insect transcriptomes. International Journal of Molecular Sciences 24(24), 17126 (IF5year = 6.2) https://doi.org/10.3390/ijms242417126

[9].     Zhang, Y. and Duan, Y.* (2023). Genome-wide analysis on driver and passenger RNA editing sites suggests an underestimation of adaptive signals in insects. Genes 14(10), 1951 (IF5year = 3.9) https://doi.org/10.3390/genes14101951

[10]. Zhan, D.#, Zheng, C.#, Cai, W., Li, H. and Duan, Y.* (2023). The many roles of A-to-I RNA editing in animals: functional or adaptive? Frontiers in Bioscience - Landmark 28(10), 256 (IF5year = 3.9) https://doi.org/10.31083/j.fbl2810256

[11]. Ma, L.#, Liu, Q.#, Wei, S., Liu, S., Tian, L., Song, F., Duan, Y., Cai, W. and Li, H.* (2023). Chromosome-level genome assembly of bean flower thrips Megalurothrips usitatus (Thysanoptera: Thripidae). Scientific Data 10: 252 (IF5year = 10.8) https://doi.org/10.1038/s41597-023-02164-5

[12]. Duan, Y.*, Cai, W., and Li, H. (2023). Chloroplast C-to-U RNA editing in vascular plants is adaptive due to its restorative effect: testing the restorative hypothesis. RNA 29: 141-152 (IF5year = 5.3) http://www.rnajournal.org/cgi/doi/10.1261/rna.079450.122

[13]. Duan, Y., Tang, X., and Lu, J.* (2022). Evolutionary driving forces of A-to-I editing in metazoans. Wiley Interdisciplinary Reviews RNA 13, e1666. (IF5year = 9.7) https://doi.org/10.1002/wrna.1666

[14]. Duan, Y., Dou, S., Porath, H.T., Huang, J., Eisenberg, E.*, and Lu, J.* (2021). A-to-I RNA editing in honeybees shows signals of adaptation and convergent evolution. iScience 24, 101983. (IF5year = 6.2) https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101983

[15]. Duan, Y.#, Dou, S.#, Zhang, H.#, Wu, C., Wu, M., and Lu, J.* (2018). Linkage of A-to-I RNA editing in metazoans and the impact on genome evolution. Molecular Biology and Evolution 35, 132-148. (IF5year = 20.1) https://doi.org/10.1093/molbev/msx274

[16]. Duan, Y.#, Dou, S.#, Luo, S.#, Zhang, H., and Lu, J.* (2017). Adaptation of A-to-I RNA editing in Drosophila. PLoS Genetics 13, e1006648. (IF5year = 6.5) https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1006648

[17]. Yang, W.#, Cui, J.#, Chen, Y., Wang, C., Yin, Y., Zhang, W., Liu, S., Sun, C., Li, H., Duan, Y., Song, F., Cai, W., Hines, H., Tian, L.* (2024). Genetic modification of a Hox locus drives mimetic color pattern variation in a highly polymorphic bumble bee. Molecular Biology and Evolution 40(12). (IF5year = 20.1) https://doi.org/10.1093/molbev/msad261

 

本人所有發(fā)表論文可訪問 https://orcid.org/0000-0003-2311-9859

 

獎勵情況

2023.01：2023-2025年北京市科協(xié)青年人才托舉工程

2021.01：北京大學2021屆優(yōu)秀畢業(yè)生

2018.09：北京大學2018-2019學年度博士研究生校長獎學金

2017.12：北京大學2016-2017學年度三好學生

 
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