一、成立情况
为适应人类基因组特别是重大疾病基因组研究发展需求，研究所于2010年酝酿形成“重大疾病基因组和个体化医疗”所级重点实验室。实验室从基因组变异，特别是肿瘤基因组的突变谱系研究入手，结合高通量基因组序列和数据分析，推动开展从基因组到表观组学的系统研究，为实现个体化医疗奠定基础。
随着基因组技术发展和临床研究要求，特别是高通量测序的广泛使用，个体化医疗（医学）的概念已经演化为基于组学数据和多层次知识网络的“精准医学”。实验室进一步将基因组变异与表观遗传修饰的研究相结合，发展为瞄准精准医学的研究团队。“中国科学院精准基因组医学重点实验室”通过院评审，于2014年8月21日获准正式成立。
二、定位
针对我院人口健康和普惠健康体系建设的重大科研方向，立足肿瘤基因组和重大疾病的基因组学研究，以肿瘤细胞突变的群体基因组学创新研究思路为主要切入点，发挥在表观基因组学方面的研究优势，创新基因组分析技术和高通量基因组数据计算方法，在肿瘤等重大疾病基因组相关的重大科学问题研究中不断取得创新突破。
三、研究方向
1.肿瘤异质性及检测治疗新方法
在前期用群体遗传和进化理论进行肿瘤突变分析获得癌症突变谱系特征和方法学的多种突破的基础上，探讨肿瘤的体细胞突变规律和对于肿瘤基因表达的影响，发掘新的肿瘤检测与干预措施。学术带头人王前飞。
2.发育、衰老和疾病的基因组与表观基因组特征
在前期DNA甲基化、RNA甲基化、非编码RNA及组蛋白修饰的表观基因组、表观转录组和表观蛋白组的系统研究基础上，开展纵深的疾病表观组学研究，发现疾病的表观组学标记物，研发相应表观组学技术和疾病的体液无创检测。学术带头人杨运桂。
3.大数据解析运算和精准医学范式建立
依托所、院软硬件优势，针对前瞻性队列和临床样本的基因组和表型数据进行大规模解析和多层次数据整合，建立基因组健康档案和开展多方面健康相关预警研究，形成整合已有知识和研究成果的精准医学知识库，通过院地合作建立精准医学基地和推广研究范式。学术带头人曾长青、陈华。
4.复杂生理性状功能注释与个体化特征模式
人类基因组学研究的终极目标就是在精准注释所有人群的基因和基因组水平因子在各种生理和病理性状中的基础上，达到对于个体的健康维护和对于疾病的预测、预警和准确干预。团队将继续和整合前期在这一方向的优势项目，针对基因组稳定性变化对于肿瘤发生和耐药性产生的作用机制、低氧适应相关基因及其多态性在高原适应和肿瘤微环境中的功能作用、人体形态和生理性状的基因组基础等进行深入功能注释研究，获得其个体化的特征和模式。学术带头人郭彩霞、刘凡。
四、机构组成
实验室实行研究所领导、学术委员会指导下的主任责任制：
实验室主任：曾长青研究员
实验室副主任：杨运桂研究员 王前飞研究员
学术委员会：
主任：沈岩院士，中国医学科学院基础医学研究所
副主任：曾益新院士，中国医学科学院北京协和医学院
委员：（按姓氏拼音排序）
陈润生院士，中国科学院生物物理研究所
季加孚教授，北京大学临床肿瘤学院
李林院士，中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所
林东昕院士，中国医学科学院肿瘤医院
时玉舫研究员，中国科学院上海生命科学研究院/上海交通大学医学院健康科学研究所
王前飞研究员，中国科学院北京基因组研究所
王小宁教授，中国人民解放军总医院
吴虹教授，北京大学
徐国良院士，中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所
徐涛研究员，中国科学院生物物理研究所
杨运桂研究员，中国科学院北京基因组研究所
曾长青研究员，中国科学院北京基因组研究所
张学敏院士，军事医学科学院
周琪院士，中国科学院动物研究所
五、年度主要科研进展
1.肿瘤治疗及检测新方法
与苏州大学附属儿童医院血液科合作，首次在儿童急性髓系白血病中使用十分之一化疗剂量联合细胞因子的低剂量化疗并取得良好疗效，并通过精准基因组医学研究技术及策略，证实低剂量化疗新方案能够有效清除肿瘤突变（即肿瘤细胞）（Natl Sci Rev，2019）。在卫健委支持下启动低剂量化疗大规模随机对照多中心临床试验（包括全国十二家三级医院与北京基因组所）。利用单细胞转录组测序技术，阐明了胰腺癌肿瘤-微环境高度异质性特征，揭示了肿瘤亚群细胞与浸润免疫细胞间相互关系，提出了新的潜在治疗靶点，为胰腺癌精准诊治提供了新的研究方向（Cell Res, 2019a; 封面故事）。利用CNA开发了用于泌尿上皮癌检测的集成分类决策系统（UCdetector），强调了尿液cfDNA CNA谱在无创UC检测及监测中的潜在应用价值（Clin Chem 2019, accepted）；开发了一种基于尿沉渣DNA的泌尿生殖系统肿瘤诊断和定位的液体活检技术，建立了一个有效预测尿路上皮癌和肾癌患者的预后风险评估模型（Eur Urol, 2019, accepted）。
2.发育、衰老和疾病的基因组与表观基因组特征
发现新m6A结合蛋白Prrc2a以m6A依赖的方式调控Olig2 mRNA的稳定性，在少突胶质细胞的特化和髓鞘化中发挥着关键作用（Cell Res, 2019b）；找到老药—恩他卡朋作为潜在的FTO抑制剂，有治疗肥胖症、糖尿病等代谢综合征的临床应用潜力（Sci Transl Med, 2019）；发现m5C通过细胞质内新结合蛋白YBX1调控mRNA的稳定性，进而调控膀胱癌的增殖和转移（Nat Cell Biol, 2019）；在斑马鱼胚胎发育中，发现m5C通过Ybx1调控母源mRNA的稳定性，进而调控斑马鱼母源-合子转换 及早期胚胎发育进程（Mol Cell, 2019）；开发了单碱基分辨率的m7G高通量测序技术，通过该方法系统性描绘m7G在真核生物mRNA内部的分布特征，并进一步解析应激处理下该修饰对蛋白质翻译的分子调控机制（Cell Res, 2019c）。发现RNA m6A结合蛋白Y THDF1调控树突状细胞抗原提呈能力，影响T细胞抗肿瘤免疫功能（Nature ，2019）。发现m6A能稳定R-loop的形成，进而调控基因转录的有效终止（Cell Res ，2019d）。张维绮研究组及其合作团队发现长期低剂量的槲皮素灌胃给药处理，可以增强生理性衰老小鼠健康寿命（Protein Cell, 2019）。
3.大数据解析运算和精准医学范式建立
在院重点部署项目“中国人群的精准医学研究”计划2018年深入分析千例基因组和发放遗传报告的基础上，多个课题组继续深入分析基因组和表型数据，进一步完成中科院人群队列的基线数据分析，特别是代谢性疾病相关研究，并同研究所大数据中心合作，将CASPMI第一阶段数据整理成文作为封面文章发表在GPB期刊上（GPB, 2019）。首次开发了能够同时分析多个物种或群体的群体基因组数据的方法HDMKPRF，对现代人、黑猩猩、大猩猩和猩猩四个灵长类物种基因组数据做了分析，在各个物种中鉴定了受到自然选择而快速进化的基因。该分析提供了灵长类四类大猿基因进化在时间轴和基因组上的自然选择图谱。其中人类特异性快速进化的基因为后续解析现代人群体质人类学表型和遗传性疾病的遗传机制提供了基础（Mol Biol Evol, 2019）。通过多方国际合作及其与公安部物证鉴定中心合作，在人群的形态特征遗传基础和法医学的DNA画像方面取得多方面重要进展，包括确定了多个影响人类面部形态的基因（eLIFE, 2019; Hum Genet, 2019）；对身高遗传异质性的研究更新和优化预测模型，为东亚人群中身高的法医遗传学研究奠定了基础（Int J Legal Med, 2019）；为构建优化人类面部的预测模型奠定了基础；基于大样本的全基因组关联分析首次揭示了人类眉毛颜色的遗传基础（J Inv Dermatol, 2019）；通过甲基化位点进行法医年龄预测模型的构建与验证（Forensic Sci Int Genet, 2019）。
4.线粒体基因组稳定性研究
发现去泛素化酶USP33在调控线粒体自噬机制方面的新机制，为阐明线粒体自噬发生的分子机制和生物学功能提供了重要依据，为相关神经性疾病的防治提供了新的靶点（Autophagy, 2019）。发现Miro 2通过感知受损线粒体的去极化和钙释放来介导Parkin易位的重要作用，以确保线粒体自噬的准确性（Sci Bull, 2019, 封面文章）。
六、获奖及荣誉
韩大力，2019年优秀青年基金
杨运桂，入选科技部发育编程及其代谢调节重点专项总体专家组成员
杨运桂，入选2018年度享受国务院政府特殊津贴人员名单
杨运桂，第十二届谈家桢生命科学创新奖
杨运桂，中国科学院优秀导师奖
陈艾莉，入选中科院青促会会员
赵石磊、陈传远，国家奖学金
陈传远，地奥奖学金
陈宇晟，北京市优秀毕业生、中国科学院大学优秀毕业生
杨 鑫，中国科学院优秀博士论文
李 昂、赵石磊，中国科学院院长优秀奖
