在发育生物学领域的研究中,山东师范大学依托其生物学学科优势,形成了以干细胞与组织再生、基因调控网络解析、胚胎发育机制为核心的研究体系。该方向注重多学科交叉融合,特别在模式生物构建、表观遗传调控和器官发生动力学等方面取得突破性进展。近年来,团队聚焦于哺乳动物胚胎发育关键节点的分子机制,通过单细胞测序和空间转录组技术,系统解析了胚胎干细胞多能性维持的表观调控网络,相关成果发表于《Cell stem cell》《Development》等顶级期刊。
在应用研究层面,课题组致力于解决临床转化难题,针对神经退行性疾病和器官再生领域,创新性地开发出基于诱导多能干细胞的视网膜色素上皮细胞移植模型,成功修复小鼠光损伤视网膜功能。在农业生物技术方面,通过基因编辑技术改良玉米胚胎发育相关基因,显著提高了作物抗逆性和产量性状,相关技术已进入中试阶段。研究过程中特别强调实验设计的可重复性和数据验证的严谨性,建立了标准化实验操作流程和质量控制体系。
当前研究存在三大挑战:一是复杂发育过程的动态模拟技术尚不完善,现有类器官模型难以精确再现体内微环境;二是基因编辑技术的脱靶效应仍需优化,特别是生殖系细胞编辑的安全阈值尚未明确;三是多组学数据的整合分析面临瓶颈,如何从海量数据中提炼关键调控节点仍需创新方法。未来研究将重点突破三维生物打印技术,构建具有血管化结构的类器官模型,同时开发基于人工智能的发育过程预测系统,实现从分子机制到系统发育的全链条解析。
在学术交流方面,团队定期举办国际发育生物学研讨会,与哈佛大学干细胞研究中心、中科院动物所等机构建立联合实验室。2023年成功承办国际胚胎学大会,吸引了全球127个国家的学者参与,展示了我国在发育生物学领域的国际影响力。对于考博学生,建议深入研读Nusslein-Volhard和Wieschaus的经典理论,关注《Developmental Cell》近三年综述文章,同时加强编程技能训练,掌握Python在单细胞数据分析中的应用。