真核生物基因的表达过程是一个精确偶联和协同的过程,并且会受到多种因素的影响。有报道称,染色质重塑复合体(chromatin remodeling complex)不仅参与转录起始的调控,并且与基因表达各步骤都有一定联系。同时,越来越多的证据暗示,作为染色质基本组成单位的核小体不单能够保护DNA使其不与一些蛋白质结合,还可能具有其他作用。本课题在前期分析中发现在真核生物中,核小体的排布是有规律的。在基因中各主要功能位点,特别是在翻译起始位点、5’及3’内含子剪接位点处有特异的核小体排布。同时,我们还发现各功能位点上的核小体排布与Po1II的分布,以及DNA甲基化的特异修饰也是一致的。这暗示核小体排布可能参与基因中不同功能位点的标记与识别,进而调节基因的表达。为了证明这个假设,我们设计实验通过改变报告基因LacZ翻译起始位点附近的核小体排布来分析核小体的排布与基因表达的关系。实验结果表明,如若改变核小体在LacZ基因翻译起始位点附近的典型核小体排布状态,会影响细胞对该翻译起始位点的识别。接下来我们设计实验,通过在LacZ报告基因不同位置插入不同GC二核苷酸含量的内含子来研究改变5’和3’内含子剪切位点附近核小体排布的改变对内含子的剪切和基因表达的影响。实验结果表明,在LacZ报告基因不同位置插入不同GC二核苷酸含量的内含子确实会对LacZ基因的表达产生不同影响。同时,结果还暗示LacZ基因的表达情况随着内含子位置向基因后面移动,先有所提高,然后慢慢下降。我们推测上述现象可能是由于人为插入内含子改变了基因原有的核小体排布而产生的。在基因的开始区域,由于核小体呈周期性变化,人为插入内含子的能够使这种周期越加稳定,因此基因表达水平略有提高,而随着内含子插入位置的不断下移,核小体的周期性越发模糊,而插入的内含子使得这一区域内的核小体排布趋于稳定,从而导致了基因表达的下降。同时我们对插入不同内含子的构建的内含子剪接情况也做了比较,结果显示在ATG下游477bp处插入的内含子并不能完全剪接,这也从一定程度上证明了我们之前的猜测。接下来我们计划在LacZ基因下游,距离ATG 2765bp处插入内含子来进一步验证我们的假设。同时,我们也正着手通过替换不同的启动子来验证以上的实验结果。由于以上实验都是在质粒上完成的,为了验证以上结论,我们也正准备将上述部分构建插入酵母基因组中,通过与在质粒中表达的比较,来观察在基因组中核小体排布与基因表达的关系的异同,以进一步完善核小体排布与基因表达的关系。同时,我们也计划使用生物信息学的手段,通过比较已发表的BY4741菌株的CHIP-Seq及RNA-Seq实验结果,得出相应的核小体排布与基因表达的公式,来进一步验证我们的实验结果。我们相信,对核小体排布的研究可以帮助我们加深对染色质结构和功能的理解。