吴毅教授团队Nature Communications：人工染色体重排系统揭示依赖于基因剂量的非线性多基因相互作用在非整倍体表型形成中的重要作用。
非整倍体是一种广泛存在的核型异常现象，其表型效应具有典型的两面性：既显著增加细胞的生理负担，又能作为环境胁迫下快速适应的进化策略。然而，针对非整倍体表型的遗传学解析却十分困难：对于非整倍体而言，成百上千个基因剂量同时变化，如何在海量组合变化中精准锁定真正的驱动因子和相互作用模式一直是该领域的核心难题。
本研究主要有以下发现：
（1）基因剂量依赖的涌现效应：在针对III号染色体非整倍体耐热性研究中，团队通过人工染色体重排筛选，将关键区段锁定为YCL051W–YCL047C包含5个基因的区域，在Dis III中删去该区段一份拷贝即可丢失耐热性，而在整倍体中只有同时提升该区域5个基因的剂量才能重建等效表型，任意组合的4个、3个或2个基因过表达都无法复现该表型。将该区域转移至多种工业酵母底盘中，均能提升耐热性。进一步研究发现，该区域整体剂量提升能激活海藻糖合成通路，从而提高细胞耐热性能。这是一种典型的“全或无（All-or-Nothing）”的涌现现象。
（2）基因剂量依赖的拮抗上位性：在Dis III雷帕霉素耐药表型中，通过同样的必要性-充分性解析流程，将关键驱动锁定为YCL039W与YCL037C。单独提高任一基因拷贝数均可增强整倍体的耐药性，但两基因共同过表达时在转录和蛋白水平上互相抑制，使整体耐药性接近非整倍体水平，呈现剂量依赖的拮抗上位性。进一步的跨物种验证中，在人源HeLa细胞中敲低其同源基因WDR26或LARP1可显著降低雷帕霉素的IC50，提示这一耐药机制在真核细胞间具有保守性，为优化雷帕霉素相关治疗策略提供了新线索。
（3）基因剂量依赖的必要性—充分性不对称性：在半乳糖为碳源以及高盐等条件下，一些在非整倍体中对表型必要的基因或基因区域，在整倍体中单独提高拷贝数却难以重建相同表型，呈现必要性与充分性的不对称性，进一步说明非整倍体表型往往由多基因协同与复杂网络共同塑造，而非单一基因的线性效应。
天津大学合成生物技术全国重点实验室吴毅教授与元英进院士为该论文的通讯作者，2021级博士生尹弘毅及2019级硕士生郭舟为共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会面上项目和天津市自然科学基金的资助。
吴毅课题组 · 博士后招聘
吴毅，教授，合成生物学系主任，国家级青年人才，国家重点研发计划项目首席科学家。以通讯/第一作者在Science、Cell Res、Nat Protoc、Nat Commun(7篇)等期刊发表多篇论文。现主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金原创探索计划项目、面上项目等，入选国家万人计划青年拔尖人才，中国科协青年人才托举工程、中国工程前沿杰出青年学者，获得天津市自然科学特等奖、吴瑞奖。
聚焦合成基因组学的研究，致力于提升操纵基因组的能力，探索重塑基因组的极限。围绕“人工染色体重塑细胞功能的途径与机理”的关键科学问题，从使能技术开发、细胞功能重塑、进化机制探索三方面开展前沿基础研究。
实验室主要研究内容包括：（1）超大与重复DNA高效组装与转移技术；（2）新版本酵母基因组设计与合成；（3）哺乳动物人工染色体设计与合成；（4）人工基因组重排与物种进化。
目前课题组承担项目：（1）国家重点研发计划合成生物学专项项目“超大DNA组装与基因组复活技术”，2024年12月-2029年11月；（2）国家自然科学基金原创探索计划项目“哺乳动物着丝粒的从头设计、构建和应用”，2026年1月-2027年12月；（3）国家自然科学基金面上项目“定向表观修饰介导的大片段重复DNA组装与稳定”，2025年1月-2028年12月。
课题组常年招收合成生物学、生物学及人工智能等相关专业的博士后，诚挚欢迎具有如下背景和特质的博士加入团队：
1. 已获得或即将获得博士学位，且获得相应学历不超过5年，年龄原则上不超过35周岁，具有较强科研能力和学术潜力；
2. 具有扎实实验技能和研究基础，近五年内在相关领域权威期刊发表过第一作者研究论文至少 1 篇；
3. 对基因组设计合成研究方向有热情有想法，具有严谨、认真的科研态度，具有主动思考和解决问题的能力，有团队合作精神。
1. 薪酬叠加：学校提供具有竞争力的基础薪酬，并叠加享受国家及天津市各类博士后资助以及课题组奖励，35万+；
2. 额外补贴与福利待遇：享受学校正式教职工医疗待遇及工会福利，提供社会保险和住房公积金；可租住学校公寓，享受住房补贴；子女可入读优质附属幼儿园及中小学；
3. 科研支持：支持申报中国博士后科学基金、国家自然科学基金等科研项目，支持申报各类国家级青年人才项目。
4. 留校绿色通道：在站满两年，可竞聘英才副教授等事业编岗位；入选国家资助计划的优秀博士后，资助期满且满足出站条件，经院级单位推荐，可直接转聘合同制副研究员岗位；合同期满，但未获聘上述岗位者，可申请专职研究岗位继续留校工作；在站期间也可按程序申请副高级专业技术职务任职资格。