案例一：Hi-C+RNA-seq揭示光动力抗菌疗法的三维基因组调控机制
研究成果：2025年7月，在Redox Biology（IF=11.9）上发表了题为“Caged-hypocrellin mediated photodynamic therapy induces chromatin remodeling and disrupts mitochondrial energy metabolism in multidrug-resistant Candida auris”的研究论文。该研究通过Hi-C和RNA-seq多组学分析，首次构建了耳念珠菌（Candida auris）的三维基因组图谱，揭示了其在不同PDT剂量作用下的染色体重组情况，并为PDT作用提供了见解。研究发现：低剂量PDT仅引起染色质拓扑结构的局部微调；高剂量PDT则导致显著的全局重塑，包括A/B区室转换、拓扑关联域（TAD）重构及线粒体能量代谢关键基因（如QCR10、NDUFA5、MP）所在区域的染色质环断裂。共聚焦显微成像证实，高剂量COP1T-HA-PDT会引发核周ROS累积，并触发时序性细胞应激反应。通过基因敲除验证，QCR10（复合III亚基）、NDUFA5（复合I亚基）和MP（线粒体丙酮酸载体）被证实对维持线粒体功能至关重要。本研究首次阐明了COP1T-HA-PDT通过三维基因组重构靶向真菌能量代谢的机制，为开发基于染色质调控的抗耳念珠菌策略提供了理论依据。
案例二：GW-ICE系统+Hi-C推动非模式工业微生物研究
研究成果：2024年11月，在Trends in Biotechnology（IF=14.3）上发表了题为“Efficient genome-editing tools to engineer the recalcitrant non-model industrial microorganism Zymomonas mobilis”的研究论文。该研究以非模式乙醇发酵细菌——运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）为例，构建了整合系统生物学信息的一站式知识数据库平台ZymOmics，涵盖基因组、重测序、蛋白结构、转录组、蛋白组等数据及生物元件挖掘工作流与全基因组代谢模型，形成了高效的基因组编辑工具包。在此基础上，通过整合内、外源CRISPR-Cas系统，建立了全基因组连续循环基因编辑系统（GW-ICE），并借助Hi-C技术首次对含有天然质粒的细菌物种的三维染色体结构研究提供了新的视角，揭示了染色体组织与基因功能之间的潜在联系。此外，通过深入研究染色体结构，可以更好地指导基因组工程，优化工业菌株的性能。该研究不仅为运动发酵单胞菌等非模式多倍体工业微生物的高效工程改造提供了系统工具与流程，也为攻克其他遗传操作困难的非模式工业微生物的技术瓶颈树立了范例。
