仰大勇 教授 博士 上海市 研究领域: 新材料,石油炼制,石油化工,精细化工,生物医药 研究方向: 核酸化学; DNA生物功能材料; 先进肿瘤诊疗技术; 合成生物学。 所在单位: 复旦大学

基本信息

所在单位:
复旦大学
机构细分:
化学系
单位类型:
高等院校
职务:
教授
职称:
教授
最高学历:
博士
教育经历:
1998-2002  华中科技大学化学系,学士
2002-2005  华中科技大学化学系,硕士
2005-2008  中国科学院国家纳米科学中心,博士
工作经历:
2008-2010  中国科学院苏州纳米所,助理研究员
2010-2014  美国康奈尔大学,博士后
2014-2015  荷兰奈梅亨大学,博士后
2015-2024  天津大学,教授
2024-至今  复旦大学,教授
专家介绍:
聚焦DNA功能材料化学组装与智能制造,并探索在生命分析和疾病治疗中的应用。在Chem Rev、Acc Chem Res、J Am Chem Soc、Angew Chem、Nat Commun、Nat Protoc和Adv Mater等杂志发表学术论文100余篇。

一)发展了DNA材料的合成新策略:建立了二元协同动态网络和树枝状DNA酶促延伸的合成新策略,实现了DNA新材料的可控合成、精准调控和宏量制备,为推动DNA功能高分子的生物医学应用奠定材料化学基础

发展了双滚环扩增互补构建新策略,提供了一种全新的通过时空控制DNA链组装过程进而调控DNA网络性能的新思想,强化了DNA网络形成过程的可控性,提高了组装材料性能的可调性。发展了基于超长DNA单链和纳米粒子复合的双网络构建策略。超长DNA单链与纳米粒子复合形成二元网络的关键是二者相容界面和交联点的设计和构建。以磁性纳米颗粒为模型,在磁性纳米颗粒表面修饰短链DNA。一方面,短链DNA可提高纳米颗粒与超长DNA单链的界面相容性;另一方面,短链DNA与先导超长DNA单链互补,互补的双链部分能引发二级酶促延伸反应,从而生成二级超长DNA单链。由此,互补的双链连接纳米颗粒与超长DNA单链形成永久交联点,而先导超长DNA单链和二级超长DNA单链的物理缠绕则形成动态交联点。永久交联点和动态交联点共同构建动态双网络。复合双网络策略建立了一种DNA大分子链与纳米粒子或其他功能分子复合组装的通用构建原则,强化了DNA网络的性能和功能,降低了物料成本,极大扩展了DNA材料的功能和应用范围。

建立了树枝状DNA酶促延伸的新策略。利用补骨脂素能够嵌入富含胸腺嘧啶的双链区域并在紫外光照下与胸腺嘧啶发生共价交联的特性,成功制备了耐高温的树枝状DNA。耐高温树枝状DNA在PCR过程中结构保持稳定,可以作为引物进行PCR扩增,因此实现了宏量制备多种DNA材料。树枝状DNA酶促延伸策略提供了一种高质量宏量制备DNA材料的新方法,是目前宏量合成DNA材料少有的方法之一,为产业化生产奠定基础。

二)探索了DNA的生命化学基础:创建了基于DNA材料化学的人工生命简化研究模型,揭示了基因区室化效应和邻近效应,阐明了基因转录中DNA构象与生物功能关系,为生物医学应用提供理论支撑

发展了体外简化模型和DNA材料化学系统,研究细胞内基因构效关系。采用树枝状DNA酶促延伸策略,在纳米界面上人工构筑了基因线路区室化结构,并利用无细胞基因表达系统研究了基因线路区室化对级联基因表达的影响。在此基础上,进一步研究了基因邻近效应和基因压缩效应。这一系列的研究为理解细胞内基因构筑提供了系统性实验数据支持,有助于认识基因组织形式与功能之间的关系。同时,所构建的实验系统和DNA材料化学具有通用性和拓展性,可用于更广泛、更深层次的细胞化学基础研究。

发现手性碳量子点可以模拟拓扑异构酶I调控DNA拓扑结构,且调控作用表现出材料手性的依赖性。在无细胞基因表达体系中,手性碳量子点处理的质粒(一种环状DNA)仍可进行正常基因表达,说明DNA双螺旋的单链缺口对基因转录过程几乎没有影响。手性碳量子点为纳米酶家族增添了一种新的拟拓扑异构酶,是少见的具有手性调控性能的纳米酶,阐明了基因转录中DNA构象与功能关系,有助于深入理解疾病发病机制和研究干预治疗新途径。

三)开拓了DNA材料的生物医学应用:实现干细胞可控捕获、限域空间细胞无损递送、无酶化快速核酸检测和肿瘤成像等生物医学领域重要底层技术的突破

提出了基于DNA水凝胶网络的细胞捕获新策略,实现了对骨髓间充质干细胞的高效捕获、三维包封和酶促可控释放。这种物理交联的DNA水凝胶网络不仅为细胞培养提供了弹性、半湿润和三维的类细胞外基质环境,而且其适当的孔径有利于营养物质的运输以及细胞代谢废物的排出,能确保被包封的细胞保持良好的活性。利用DNA的分子识别能力和可控性,能够设计出具有不同结构和功能的DNA网络,为捕获和培养各种类型的细胞提供了一种通用策略。

合成了基于DNA水凝胶的软体机器人。DNA软体机器人兼具超软和超弹的力学特性,以及特殊的形状适应性。这些独有的性状使DNA软体机器人可以通过比自身尺寸小很多的狭窄通道,并进入不规则形状空间,甚至完成复杂路径的行走任务。DNA软体机器人的三维多孔结构和良好的生物相容性为细胞生长提供了有利环境。DNA软体机器人在生理条件下合成,从而可实现细胞的原位包封,并且在磁导航驱动下可将细胞无损递送至限域空间,之后在生化酶的作用下原位自我分解,实现细胞的可控释放。可望用于诊断治疗、可植入医疗器械和微创手术等重要生物医学领域。

发明了无酶化快速核酸检测方法,其技术核心是树枝状DNA的靶标驱动聚合,因此无需任何生化酶,可在5分钟内实现核酸分子的特异性识别和信号放大。正在进一步发展无酶化技术,以期成为临床可用的核酸快速检测通用平台技术。
专家荣誉:
2022年国家杰出青年基金
2016年国家优秀青年基金
2015年国家海外高层次人才

科研能力

研究领域:
新材料,石油炼制,石油化工,精细化工,生物医药
研究方向:
核酸化学;
DNA生物功能材料;
先进肿瘤诊疗技术;
合成生物学。
中文标签:
静电纺丝;组织工程;纳米纤维薄膜;应用进展;有序纤维膜;纳米纤维;增殖;有序纤维;粘附
英文标签:
Dna Nanotechnology;Self-assembly;Dna Hydrogel;Rolling Circle Amplification;Bioimaging;Gene Therapy;Therapeutics;Drug Delivery;Hydrogel;Dna Nanostructures
论文著作:
1. Nachuan Song+, Hongjin Li+, Chi Yao*, Dayong Yang*, Dynamic Chemistry of DNA-Based Nanoassemblies in Living Cells, Accounts of Chemical Research, 2024, 57, 2763.
2. Sen Yang+, Junlin Wu+, Zhongyu Wang, Yu Cheng, Rui Zhang, Chi Yao*, Dayong Yang*, A Smart DNA Hydrogel Enables Synergistic Immunotherapy and Photodynamic Therapy of Melanoma. Angewandte Chemie International Edition, 2024, in press.
3. Nachuan Song+, Xiaoting Fan+, Xiaocui Guo+, Jianpu Tang, Hongjin Li, Ruoyu Tao, Fengqin Li, Junru Li, Dayong Yang*, Chi Yao*, Peifeng Liu*, A DNA/Upconversion Nanoparticle Complex Enables Controlled Co-Delivery of CRISPR-Cas9 and Photodynamic Agents for Synergistic Cancer Therapy. Advanced Materials, 2024, in press.
4. Yanfei Guo, Siqi Li, Zhaobin Tong, Jianpu Tang, Rui Zhang, Zhaoyue Lv, Nachuan Song, Dayong Yang*, Chi Yao*, Telomerase-Mediated Self-Assembly of DNA Network in Cancer Cells Enabling Mitochondrial Interference. Journal of the American Chemical Society, 2023, 145, 23859.
5. Nachuan Song+, Yiwen Chu+, Shuai Li, Yuhang Dong, Xiaoting Fan, Jianpu Tang, Yanfei Guo, Guangshuai Teng, Chi Yao*, Dayong Yang*, Cascade Dynamic Assembly/Disassembly of DNA Nanoframework Enabling the Controlled Delivery of CRISPR-Cas9 System. Science Advances, 2023, 9, eadi3602.
6. Zhaoyue Lv+, Mengxue Huang+, Jing Yang+, Peiran Li, Lele Chang, Qianyun Tang, Xiaojing Chen, Shengqi Wang*, Chi Yao*, Peifeng Liu*, Dayong Yang*, A Smart DNA-Based Nanosystem Containing Ribosome-Regulating siRNA for Enhanced mRNA Transfection. Advanced Materials, 2023, 35, 2300823.
7. Jianpu Tang+, Xuemei Jia+, Qian Li+, Zhen Cui, Aiqi Liang, Bin Ke, Dayong Yang*, Chi Yao*, A DNA-Based Hydrogel for Exosome Separation and Biomedical Applications. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2023, 120, e2303822120.
8. Fengqin Li+, Junru, Li+, Weiqiang Yang+, Shuai Yang, Congshuo Chen, Ling Du, Junyang Mei, Qianyun Tang, Xiaojing Chen, Chi Yao, Dayong Yang*, Xiaolei Zuo*, Peifeng Liu*, Framework-Hotspot Enhanced Trans Cleavage of CRISPR-Cas12a for Clinical Samples Detection. Angewandte Chemie International Edition, 2023, 62, e202305536.
9. Chi Yao+*, Yuwei Xu+, Jianpu Tang+, Pin Hu, Hedong Qi, Dayong Yang*, Dynamic Assembly of DNA-Ceria Nanocomplex in Living Cells Generates Artificial Peroxisome. Nature Communications, 2022, 13, 7739.
10. Chi Yao+, Junhan Ou+, Jianpu Tang+, Dayong Yang*, DNA Supramolecular Assembly on Micro/Nanointerfaces for Bioanalysis. Accounts of Chemical Research, 2022, 55, 2043.
11. Yuhang Dong+, Feng Li+, Zhaoyue Lv, Shuai Li, Meihe Yuan, Nachuan Song, Jinqiao Liu, Dayong Yang*, Lysosome Interference Enabled by Proton-Driven Dynamic Assembly of DNA Nanoframeworks inside Cells. Angewandte Chemie International Edition, 2022, 61, e202207770.
12. Feng Li+, Yujie Liu+, Yuhang Dong, Yiwen Chu, Nachuan Song, Dayong Yang*, Dynamic Assembly of DNA Nanostructures in Living Cells for Mitochondrial Interference. Journal of the American Chemical Society, 2022, 144, 4667.
13. Huaixin Zhao+, Linghui Li+, Feng Li*, Chunxia Liu, Mengxue Huang, Jiao Li, Feng Gao, Xinhua Ruan, Dayong Yang*, An Energy-Storing DNA-Based Nanocomplex for Laser-Free Photodynamic Therapy. Advanced Materials, 2022, 34, 2109920.
14. Feng Li+, Nachuan Song+, Yuhang Dong, Shuai Li, Linghui Li, Yujie Liu, Zhemian Li, Dayong Yang*, A Proton-Activatable DNA-Based Nanosystem Enables Co-Delivery of CRISPR/Cas9 and DNAzyme for Combined Gene Therapy. Angewandte Chemie International Edition, 2022, 61, e202116569.
15. Chi Yao+, Hedong Qi+, Xuemei Jia, Yuwei Xu, Zhaobin Tong, Zi Gu, Dayong Yang*, A DNA Nanocomplex Containing Cascade DNAzymes and Promoter-Like Zn-Mn-Ferrite for Combined Gene/Chemo-Dynamic Therapy. Angewandte Chemie International Edition, 2022, 61, e202113619.
16. Jinpeng Han, Yanfei Guo, Hang Wang, Kunyu Zhang, Dayong Yang*, Sustainable Bioplastic Made from Biomass DNA and Ionomers. Journal of the American Chemical Society, 2021, 143, 19486.
17. Chi Yao+, Chenxu Zhu+, Jianpu Tang, Junhan Ou, Rui Zhang, Dayong Yang*, T Lymphocyte-Captured DNA Network for Localized Immunotherapy. Journal of the American Chemical Society, 2021, 143, 19330.
18. Feng Li+, Zhaoyue Lv+, Xue Zhang, Yuhang Dong, Xiaohui Ding, Zhemian Li, Shuai Li, Chi Yao, Dayong Yang*, Supramolecular Self-Assembled DNA Nanosystem for Synergistic Chemical and Gene Regulations on Cancer Cells. Angewandte Chemie International Edition, 2021, 60, 25557.
19. Chi Yao+, Rui Zhang+, Jianpu Tang, Dayong Yang*, Rolling Circle Amplification (RCA)-Based DNA Hydrogel. Nature Protocols, 2021, 16, 5460.
20. Feng Li+, Wenting Yu+, Jiaojiao Zhang, Yuhang Dong, Xiaohui Ding, Xinhua Ruan, Zi Gu, Dayong Yang*, Spatiotemporally Programmable Cascade Hybridization of Hairpin DNA in Polymeric Nanoframework for Precise siRNA Delivery. Nature Communications, 2021, 12, 1138.
21. Xiaocui Guo+, Feng Li+, Chunxia Liu, Yi Zhu, Nannan Xiao, Zi Gu, Dan Luo, Jianhui Jiang, Dayong Yang*, Construction of Organelle-Like Architecture by Dynamic DNA Assembly in Living Cells. Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59, 20651.
22. Yuhang Dong+, Chi Yao+, Yi Zhu, Lu Yang, Dan Luo, Dayong Yang*, DNA Functional Materials Assembled from Branched DNA: Design, Synthesis and Applications. Chemical Reviews, 2020, 120, 9420.
23. Dong Wang, Jinhui Cui, Mingzhe Gan, Zhaohui Xue, Jing Wang, Peifeng Liu, Yue Hu, Yehudah Pardo, Shogo Hamada, Dayong Yang*, Dan Luo*, Transformation of Biomass DNA into Biodegradable Materials from Gels to Plastics for Reducing Petrochemical Consumption. Journal of the American Chemical Society, 2020, 142, 10114.
24. Feng Li+, Shuai Li+, Xiaocui Guo, Yuhang Dong, Chi Yao, Yangping Liu, Yuguang Song, Xiaoli Tan, Lizeng Gao, Dayong Yang*, Chiral Carbon Dots Mimicking Topoisomerase I to Enantioselectively Mediate the Topological Rearrangement of Supercoiled DNA Enantioselectively. Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59, 11087.
25. Chi Yao+, Han Tang+, Weijian Wu, Jianpu Tang, Weiwei Guo, Dan Luo, Dayong Yang*, Double Rolling Circle Amplification Generates Physically Cross-linked DNA Network for Stem Cell Fishing. Journal of the American Chemical Society, 2020, 142, 3422.
26. Jianpu Tang+, Chi Yao+, Zi Gu, Sunghwan Jung, Dan Luo, Dayong Yang*, Super-Soft and Super-Elastic DNA Robot with Magnetically Driven Navigational Locomotion for Cell Delivery in Confined Space. Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59, 2490.
27. Xiaocui Guo+, Feng Li+, Lihui Bai, Wenting Yu, Xue Zhang, Yi Zhu, Dayong Yang*, Gene Circuit Compartment on Nanointerface Facilitatating Cascade Gene Expression. Journal of the American Chemical Society, 2019, 141, 19171.
发明专利:
1. 一种基于CircLigase的长单链DNA的合成方法及所得长单链DNA
天津大学
姚池; 仰大勇; 刘明星; 李沛然
公开日期: 2025-05-13 申请日期: 2025-01-03 公开号: CN119979526A

2. 一种DNA错配修复蛋白的制备方法
天津大学
仰大勇; 姚池; 谭维; 贾雪梅; 李帅
公开日期: 2024-12-13 申请日期: 2024-08-23 公开号: CN119120334A

3. 一种长单链DNA及其制备方法和应用
天津大学
仰大勇; 姚池; 谭维; 贾雪梅; 李帅
公开日期: 2024-11-22 申请日期: 2024-08-23 公开号: CN118995859A

4. 一种固定化的核酸错配识别蛋白及其固定方法和应用
天津大学
仰大勇; 姚池; 谭维; 贾雪梅; 李帅
公开日期: 2024-11-19 申请日期: 2024-08-23 公开号: CN118978601A

5. 人工核酸酶及其制备方法、检测方法
天津大学
仰大勇; 姚池; 李帅; 谭维
公开日期: 2024-08-16 申请日期: 2024-04-02 公开号: CN118491503A

6. 一种用于光动力治疗的DNA功能水凝胶及其制备方法和应用
天津大学浙江研究院
仰大勇; 谭维; 赵怀鑫; 贾雪梅; 李帅
公开日期: 2024-03-26 申请日期: 2023-12-13 公开号: CN117752802A

7. DNA水凝胶双靶点免疫抑制剂及其制备方法和应用
天津大学浙江研究院
仰大勇; 贾雪梅; 姚池; 谭维; 李帅
公开日期: 2024-03-22 申请日期: 2023-12-20 公开号: CN117731684A

8. 分选T淋巴细胞的亲和柱、其制备方法及分选方法
天津大学浙江研究院
赵怀鑫; 刘英; 缪青; 李帅; 仰大勇
公开日期: 2024-03-15 申请日期: 2023-12-15 公开号: CN117696030A

9. 磁性捕获探针及制备方法、试剂盒及应用
天津大学浙江研究院
赵怀鑫; 缪青; 刘英; 仰大勇; 李帅
公开日期: 2024-03-15 申请日期: 2023-12-15 公开号: CN117701670A

10. 一种纯DNA双链缠结水凝胶及制备方法及应用
天津大学
朱艺; 郭小翠; 仰大勇
公开日期: 2023-12-12 申请日期: 2019-12-06 公开号: CN110951723B

11. 基于枝状DNA的靶标触发信号级联放大的核酸检测方法
天津大学
仰大勇; 董宇航; 姚池
公开日期: 2022-12-09 申请日期: 2019-07-25 公开号: CN110452963B

12. 一种双滚环扩增脱氧核糖核酸水凝胶及其制备方法
天津大学
姚池; 唐涵; 仰大勇
公开日期: 2022-12-02 申请日期: 2019-07-23 公开号: CN110423743B

13. DNA网络水凝胶、制备方法及其组合物
天津大学浙江研究院
仰大勇; 郭蕴华; 姚池
公开日期: 2022-03-01 申请日期: 2021-11-25 公开号: CN114107198A

14. DNA水凝胶、制备方法、水凝胶组合物及其应用
天津大学浙江研究院
仰大勇; 姚池; 贾雪梅
公开日期: 2022-02-01 申请日期: 2021-11-03 公开号: CN113999842A

15. DNA和聚合物的杂化核酸药物载体及其制备方法和应用
天津大学
仰大勇; 张姣姣; 余文婷; 李凤
公开日期: 2022-01-28 申请日期: 2019-07-29 公开号: CN110403915B

16. 一种新型DNA水凝胶及制备方法
天津大学
李凤; 仰大勇; 余文婷
公开日期: 2020-10-30 申请日期: 2019-04-30 公开号: CN111848981A

17. 一种基于有机碲与铂配位的响应型水凝胶及制备方法
天津大学
李凤; 仰大勇; 张雪
公开日期: 2020-10-30 申请日期: 2019-04-30 公开号: CN111848861A

18. 一种基于有机碲与铂配位的响应型水凝胶及制备方法
天津大学
仰大勇; 李凤; 张雪
公开日期: 2020-10-30 申请日期: 2019-04-30 公开号: CN111848861A

19. 一种新型DNA水凝胶及制备方法
天津大学
李凤; 仰大勇; 余文婷
公开日期: 2020-10-30 申请日期: 2019-04-30 公开号: CN111848981A

20. 一种荧光微米线及制备方法
天津大学
唐建普; 仰大勇; 马倩敏
公开日期: 2020-04-28 申请日期: 2018-03-16 公开号: CN108219778B
科研项目:
1. 基于iPDMS和SI-ATRP的静电纺丝表面功能化研究
立项时间: 2010-2012 项目经费:220000

2. 基于超支化DNA靶向聚合的无酶化核酸检测研究
立项时间: 2016-2019 项目经费:650000

3. 生物功能高分子
立项时间: 2017-2019 项目经费:1300000

4. 粉末冶金生坯切削加工机理与表面质量缺陷抑制方法研究
立项时间: 2021

项目合作

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