曹曉鳳

曹曉風，女，1965年5月出生於中國北京， 植物表觀遺傳學家，中國科學院院士、發展中國家科學院院士，中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員、博士生導師，植物基因組學國家重點實驗室副主任。

曹曉鳳
原圖鏈接 圖片來源搜狐 中國科學院院士
原文名	Xiao feng Cao
出生	1965年5月 北京
國籍	中國
母校	北京大學
職業	教育科研工作者

1988年曹曉風畢業於北京大學，1991年獲中國農業大學碩士，1997年獲得北京大學博士。2015年12月7日，當選中國科學院院士。2016年6月12日，農業部向社會公示了第五屆農業轉基因生物安全委員會委員名單，曹曉風為國家農業轉基因生物安全委員成員 。2016年11月，當選為發展中國家科學院院士。2020年4月27日，當選美國國家科學院外籍院士，曹曉風主要從事植物基因組學相關研究。

目錄

人物經歷

1984-1988 北京大學生物系 學士

1988-1991 中國農業大學生物學院 碩士

1993-1997 北京大學生命科學學院 博士

1991-1993 北京大學生命科學學院 助教

1993-1997 北京大學生命科學學院 講師

1995-1996 英國John Innes Centre 訪問學者

1997-1998 美國華盛頓州立大學生化研究所 博士後

1999-2003 美國加州大學洛杉磯分校 助理研究員

2002年，入選中國科學院"百人計劃"。

2003-今 中國科學院遺傳與發育生物學研究所 研究員。2003年獲國家傑出青年基金。

2015年7月31日，入選中國科學院院士增選初步候選人名單。 12月7日，當選中國科學院院士。

2016年6月12日，當選第五屆農業轉基因生物安全委員會委員 。11月，當選為發展中國家科學院院士。

2017年10月，當選中國科學院留學人員聯誼會(中國科學院歐美同學會)第一屆理事會副會長。

2018年3月15日，政協第十三屆全國委員會第一次主席會議通過，當選為農業和農村委員會委員。

主要成就

科研成就

表觀遺傳學(Epigenetics) 指的是研究基因功能的變化，這種變化在有絲分裂和/或減數分裂中是可以遺傳的，與一般遺傳學不同的是，所研究的基因不存在DNA序列上的改變。從廣義上講，表觀遺傳學控制基因功能主要包括以下三個方面:基因本身的DNA甲基化;基因所在的核小體上的組蛋白的共價修飾、染色質核小體的重塑和核小體變種以及發現的小分子RNA介導的轉錄和轉錄後水平的基因沉默。隨着表觀遺傳調控機理研究的深入和相關研究技術的突破，在基因組水平上研究各種植物、不同發育階段和各種生長條件的表觀遺傳圖譜的表觀遺傳組學正在蓬勃興起，為揭示高等植物生長發育的分子機理提供了新手段和新思路。

她所在的實驗室運用擬南芥和水稻為材料，研究組蛋白修飾以及小的非編碼RNA如何影響基因表達以及植物發育，主要研究方向為組蛋白甲基化對擬南芥開花時間的調控和水稻小RNA合成調控及其對植物發育的機理研究。

1、擬南芥中的組蛋白甲基化與開花時間調控的分子機理研究

在真核生物的細胞核中，許多細胞生理活動都以染色體為模板來進行。作為染色體的組分之一，組蛋白延伸出來的 N末端可以發生多種翻譯後修飾，這些修飾的不同組合構成了在DNA序列之外的另一個層面上的遺傳信息並發揮着重要功能。在動物中，人們鑑定了一些催化組蛋白甲基化與去甲基化過程的酶，編碼這些酶的基因分屬於幾個重要的基因家族。組蛋白甲基化是組蛋白修飾當中最為重要也是最為複雜的一種修飾。對組蛋白H3、H4上賴氨酸殘基甲基化的進一步研究證明，組蛋白甲基化在維持染色體功能以及各種細胞生理活動的調控過程中發揮着重要作用，其中包括對染色體結構和基因表達的調節、異染色質的形成、基因印記、基因組穩定性和其他重要的細胞生理活動。另外，精氨酸的甲基化和去甲基化的重要作用也逐漸被證明，研究表明，精氨酸甲基化參與了轉錄調控、RNA加工、核運輸、DNA損傷的響應以及信號轉導等過程。研究中發現了一大類賴氨酸和精氨酸去甲基化酶，這些酶都含有一個保守的JmjC結構域。甲基化的動態平衡是通過對甲基化和去甲基化這兩個過程的控制來實現的。在擬南芥的基因組中存在着許多含有SET結構域的蛋白、蛋白質精氨酸甲基轉移酶以及含有JmjC結構域的蛋白。我們通過生物化學和反向遺傳學的手段鑑定出了一些新的組蛋白甲基轉移酶和去甲基化酶，並試圖藉此來理解組蛋白甲基化在植物發育過程中所發揮的重要作用。

開花時間對於植物是非常重要的，植物通過響應外源環境和內源的信號，在合適的時間開花，才能儘可能成功地繁殖後代。研究已經證實，植物開花時間受光周期通路、赤黴素(GA)通路、春化通路和自主通路的調控。已有研究表明，包括乙酰化、賴氨酸甲基化和泛素化在內的組蛋白修飾在植物開花時間的調控中發揮着重要作用。在擬南芥中，蛋白質精氨酸甲基化作為一種翻譯後修飾，也參與了植物開花時間的調控。我們之前的工作已經證實在擬南芥中，AtPRMT5(protein arginine methyltransferase)、AtPRMT10、AtPRMT4a/4b以及AtHAC1(histone acetyltransferase)通過抑制FLC的表達促進開花。她所在的實驗室研究的主要方向之一是研究組蛋白修飾的重要因子在調控擬南芥開花時間中的分子機理。

2、高等植物中small RNA的合成途徑調控機理研究

曹曉鳳
原圖鏈接 圖片來源中科院 遺傳發育所研究員曹曉風發言

RNA沉默在植物發育過程中的作用是基因組學研究關注的焦點。miRNA和siRNA是兩類具有調節功能的RNA小分子，在發育調控、基因組穩定性和病毒防禦方面發揮重要作用。miRNA和siRNA很相似，但其起源、形成過程不同。DICER或者DICER-LIKE (DCL)在miRNA和siRNA生物合成途徑中發揮關鍵作用，小分子RNA成熟後會整合到不同的RISC複合體(RNA-Induced Silencing Complexes)中發揮作用。

水稻(Oryza sativa L.)作為世界上最重要的農作物之一，是進行單子葉植物基因組學和分子生物學研究的模式物種。水稻中存在多個DCL蛋白，其功能在單雙子葉植物分化之前就已經分化。本研究組以水稻為模式生物，重點研究水稻小分子RNA的合成途徑，期望闡釋small RNA在水稻發育過程中的調控網絡。

她所在的研究組從水稻中鑑定了一批新的miRNA，如OsmiR528, OsmiR529和OsmiR530等;獲得了OsDCL1IR和OsDCL4IR兩個功能缺失突變體，證明OsDCL1和OsDCL4在水稻發育過程中發揮重要作用。進一步研究發現，OsDCL1對miRNA的累積起主要作用;OsDCL4主要負責對21nt siRNA進行加工。研究組的長期研究目標之一是以水稻為模式生物，深入研究small RNA合成途徑的分子機理和小分子RNA在水稻發育過程中的重要作用。

發表論文

1，Pedro Crevillén, Hongchun Yang, Xia Cui, Michael Greeff, Martin Trick, Qi Qiu,Xiaofeng Cao, and Caroline Dean. Epigenetic reprogramming preventing transgenerational inheritance of the vernalized state.Nature, doi:10.1038/nature13722 (2014),

2，Hai Zhou, Ming Zhou, Yuanzhu Yang, Jing Li, Liya,Zhu, Dagang Jiang, Jingfang Dong, Qinjian Liu, Lianfeng Gu, Lingyan Zhou, Mingji Feng, Peng Qin, Xiaochun Hu, Chengli Song, Jinfeng Shi, Xianwei Song, Erdong Ni, Xiaojin Wu, Qiyun Deng, Zhenlan Liu, Mingsheng Chen, Yao-Guang Liu,Xiaofeng Cao*, and Chuxiong Zhuang*. RNase ZprocessesUbL40mRNAs and controls thermo-sensitive genic male sterility in rice.Nature Communications, DOI:10.1038/ncomms5884 (2014)

3，Lulu Wang, Xianwei Song, Liangfeng Gu, Xin Li, Shouyun Cao, Chengcai Chu, Xia Cui, Xuemei Chen andXiaofeng Cao*.NOT2proteins promote polymerase II-dependent transcription and interact with multiple miRNA biogenesis factors in Arabidopsis.ThePlant Cell, 25:2, 715-727 (2013).

4，Shengben Li, Lin Liu, Xiaohong Zhuang, Yu Yu, Xigang Liu, Xia Cui, Lijuan Ji, Zhiqiang Pan,Xiaofeng Cao, Beixin Mo, Fuchun Zhang, Natasha Raikhel, Liwen Jiang, and Xuemei Chen.MicroRNAs inhibit the translation of target mRNAs on the endoplasmic reticulum inArabidopsis.Cell, 153, 562–574 (2013).

5，Kai Shu, Huawei Zhang, Shengfu Wang, Yaorong Wu, Sanyuan Tang, Chunyan Liu,Xiaofeng Caoand Qi Xie.ABI4 regulates primary seed dormancy by regulating the biogenesis of abscisic acid and gibberellins inArabidopsis.PLoS Genetics, 9(6), e1003577 (2013).

6，Jixian Zhai, Yuanyuan Zhao, Stacey A. Simon, Sheng Huang, Katherine Petsch, Siwaret Arikit, Manoj Pillay, Lijuan Ji, Meng Xie,Xiaofeng Cao, Bin Yu, Marja Timmermans, Bing Yang, Xuemei Chen and Blake C. Meyers.Plant MicroRNAs Display Differential 3' Truncation and Tailing Modifications That Are ARGONAUTE1 Dependent and Conserved Across Species.ThePlant Cell, 25: 2417-2428 (2013).,Xianwei Song, Dekai Wang, Lijia Ma, Zhiyu Chen,

7，Pingchuan Li, Xia Cui, Chunyan Liu, Shouyun Cao, Chengcai Chu, Yuezhi Tao andXiaofeng Cao*.Rice RNA-dependent RNA polymerase 6 acts in small RNA biogenesis and spikelet development.The Plant Journal, 71:378-389 (2012).

8，The EPIC Planning Committee: Fred Berger,Xiaofeng Cao, Vicki Chandler, Liz Dennis, Rob Martienssen, Blake Meyers, Craig Pikaard, Jim Peacock, Eric Richards, Doris Wagner, Detlef Weigel, Vincent Colot, Roger Deal, Caroline Dean, Joe Ecker, Mary Gehring, Zhizhong Gong, Brian Gregory, Gutierrez Rodrigo, Jose Gutierrez-Marcos, Mitsuyasu Hasebe, Il-Doo Hwang, Steven E. Jacobsen, Tetsuji Kakutani, Jiayang Li, Scott Michaels, Yoo-Sun Noh, Nick Provart, Matt Vaughn.Reading the Second Code: Mapping epigenomes to understand plant growth, development, and adaptation to the environment.The Plant Cell, 24: 2257-2261 (2012).

榮譽表彰

2006年 "百人計劃"終期評估中獲得優秀

2008年 獲得美國杜邦青年科學家獎  

2011年01月11日 第七屆中國青年女科學家獎

2015年12月 中國科學院院士

2016年11月 發展中國家科學院院士

2019年11月 國際歐亞科學院院士

2020年4月 美國國家科學院外籍院士

社會任職

政協第十三屆全國委員會農業和農村委員會委員。

國際植物表觀遺傳學專家委員會委員，《中國科學》副主編、Current Opinion in Plant Biology和The Plant Cell等雜誌編委;先後獲得美國"杜邦青年科學家獎"和"中國青年女科學家獎"等稱號。

2020年4月27日，當選美國國家科學院外籍院士，主要從事植物基因組學相關研究。

人物評價

曹曉風積極承擔國家重大任務，她長期從事植物表觀遺傳學研究，在植物DNA甲基化、組蛋白共價修飾和小分子RNA等領域取得諸多系統性、原創性成果 。（網易科技評）

曹曉風的研究成果，在指導農作物的分子改良、雜交水稻利用等領域都發揮了重要作用。（《瞭望》新聞周刊評）

曹曉風在植物表觀遺傳學領域取得了一系列原創性成果，做出了突出貢獻，促進了植物表觀遺傳學學科的發展。（中國科學院遺傳與發育生物學研究所評）

視頻

曹曉風訪談 2021-11-07

曹曉風來餘江區調研生態智慧農業發展工作 2019-08-23