主要从事动物发育（包括胚胎与成体干细胞分化）过程中DNA甲基化及组蛋白修饰在基因表达调控中的作用及其分子机理的研究
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徐国良主要从事表观遗传学研究。发现动物基因组中的5-甲基胞嘧啶通过Tet加氧酶的氧化作用转变成一种新的碱基修饰形式，即5-羧基胞嘧啶，提出了TET双加氧酶和TDG糖苷酶介导的氧化碱基切除修复的DNA去甲基化通路。揭示了TET双加氧酶在哺乳动物表观遗传调控中的重要作用。2022年5月18日，国际顶级科技期刊Nature杂志在线发表了文章：“Maternal inheritance of glucose intolerance via oocyte Tet3 insufficiency”。该文章发布了中国科学家对糖尿病代际遗传研究的最新重大突破性成果。这项研究由浙江大学医学院附属妇产科医院名誉院长黄荷凤院士、中科院/复旦大学徐国良院士团队合作完成。研究证实了糖尿病的卵母细胞起源，首次揭示了卵子源性糖尿病代际传递中表观遗传甲基化的精确调控机制。研究还发现，卵母细胞母本Tet3（tet methylcytosine dioxygenase 3）调控父本亲缘遗传特性，使子代胰岛素分泌不足，从而导致糖尿病易感性的代际遗传，为认识和防控糖尿病等成人慢病提供了崭新的科学视角。
