核小体作为真核生物染色质结构的基本组成单元，通过暴露和遮蔽DNA上的蛋白结合位点，影响蛋白质因子与DNA的结合，从而调节基因转录，是真核生物表观调控的一个重要环节。核小体位置受外界环境、细胞状态、细胞类型等影响，发生特异性变化，研究核小体位置对了解基因表达动态调控机制具有重要的生物学意义。研究表明pre-mRNA的处理与转录耦合，核小体定位影响pre-mRNA的处理结果。目前，国际上对基因转录启动的核小体研究比较多，而对基因转录后pre-mRNA处理方面的研究相对较少。本课题利用生物信息学和统计分析方法系统分析核小体定位数据，并结合基因表达数据以及聚合酶Ⅱ数据，深入研究核小体对基因转录后pre-mRNA处理的动态调控机制，重点研究核小体定位对可变剪接和可变聚腺苷酸化的动态调控作用。　　为了研究核小体占据对可变剪接的影响，我们系统地研究了人类基因组不同类型可变位点周围的核小体占据模式，发现不同核小体占据模式及其对剪接位点识别的作用。在剪接位点周围，组成性外显子或可变外显子的组成部分，相对于跳跃外显子或可变外显子的可变部分，具有更高的核小体定位水平。这种占据模式与基因表达状态和细胞状态无关，依赖于DNA序列，并与剪接位点序列的保守性成正比。组成性转录起始位点具有更强的+1核小体占据和较强的核小体缺失区域。另外，可变3剪接位点周围的核小体分布模式与可变5剪接位点不同，表明核小体对3和5剪接位点的识别具有不同的作用。研究结果表明核小体可以作为转录延伸的“减速器”，促进剪接因子的招募和剪接位点的识别，影响可变剪接的模式。　　Pre-mRNA3端的形成是真核生物基因表达调控的重要环节，影响基因转录的终止、mRNA的稳定性等。通过对不同类型基因末端周围的核小体分析，发现蛋白编码基因和非编码基因的转录终止位点周围的核小体占据模式具有很大差异。特殊的核小体定位模式为蛋白编码基因提供一个特殊的染色质结构，以提高转录终止效率。进一步研究蛋白编码基因聚腺苷酸化位点（polyA位点）周围的核小体定位，发现polyA位点周围的核小体占据模式与polyA位点在基因中的相对位置无关，DNA序列本身起重要的作用。保守聚腺苷酸化信号在体内polyA位点周围核小体缺失中起重要的作用，而下游序列元件和剪切位点核苷酸的偏向性是一个辅助的决定因素，表明核小体对蛋白编码基因聚腺苷酸化具有重要的调节作用。为了进一步研究核小体定位对蛋白编码基因3端聚腺苷酸化的动态调控机制，分析不同类型polyA位点周围的核小体占据，发现它们具有不同的占据模式。结合mRNA-seq和聚合酶Ⅱ数据，发现可变polyA位点的选择与核小体定位模式以及动态变化有关。PolyA位点周围的核小体队列在可变聚腺苷酸化区域形成RNA聚合酶Ⅱ双暂停模型，确保末端polyA位点的识别和正常的转录终止。在可变polyA位点中，最靠近转录起始的近端位点，其上游核小体是可调节的，与位点的选择密切相关，协助聚合酶Ⅱ降低转录速度，准备处理3端事件。可变位点中最靠近基因末端的位点和组成性位点，其下游核小体是固有的很好定位的，受基因转录的影响动态变化，是聚合酶Ⅱ转录延伸的第二个障碍，确保转录终止和最后一个polyA位点的识别。　　核小体是由组蛋白八聚体和缠绕其上的DNA序列构成，组蛋白N端的修饰也是影响基因转录的重要因素。结合RNA-seq数据以及核小体数据，研究10种组蛋白修饰和1种组蛋白变体对可变外显子选择的调控机制，发现在跳过式外显子区显著富集了大量激活性质的组蛋白修饰，其水平与可变外显子的排除有关。跳过式外显子上游第一个外显子的5剪接位点周围同样富集着大量激活性质的组蛋白修饰，而且在被排除的可变外显子中，它们的富集程度更高。结合聚合酶Ⅱ数据，发现被排除外显子的上游外显子5剪接位点周围的聚合酶Ⅱ富集水平较高，而在跳过式外显子区，聚合酶Ⅱ的占据水平显著降低，表明聚合酶Ⅱ的速度发生了很大的变化。结果表明激活性质的组蛋白修饰富集在可变外显子周围，能够改变染色质结构，影响聚合酶Ⅱ的转录速度，从而调节可变剪接。　　论文系统研究了核小体定位和组蛋白修饰对pre-mRNA处理的动态调控机制，在pre-mRNA处理的关键位点发现了不同的核小体定位模式和组蛋白修饰的富集特征。进一步证实，核小体对可变剪接和聚腺苷酸化位点的使用具有重要的动态调控作用，提高了对核小体定位与基因表达动态调控机制的认识。我们的研究工作对了解人类基因组pre-mRNA处理机制，尤其是可变剪接和可变聚腺苷酸化机制，具有一定的贡献。