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KEOPS复合体是真核生物和古菌中普遍保守的蛋白质复合体。真核KEOPS复合体由Kae1、Bud32、Cgi121、Pcc1和Gon7五个亚基组成,参与细胞内tRNA的N6-苏氨酰氨基甲酰腺苷（t~6A）修饰、端粒维持以及DNA损伤修复等重要生物过程。尽管KEOPS复合体各亚基的结构已经被解析出来,其在t~6A修饰中识别特异性tRNA的机制也已初步阐明,但是KEOPS复合体在以上多种功能中的具体作用机制以及不同功能之间的联系尚不清楚。人类中KEOPS亚基突变会引起早发性肾病综合征（Galloway-Mowat Syndrom）,部分亚基的异常表达与多种癌症的发生相关。因此,KEOPS复合体的研究具有重要的理论价值和临床意义。古菌具有和真核生物相似的遗传信息加工体系,包括DNA复制、修复、转录和tRNA修饰等。同时古菌中缺少端粒,可能降低KEOPS复合体功能研究的复杂性。因此,古菌可作为KEOPS复合体组成和功能机制研究的简化模型。目前,古菌中尚未发现KEOPS复合体Gon7亚基的同源蛋白,对其KEOPS复合体的研究主要集中在结构解析和生化性质分析两个方面,缺少相应的体内遗传分析。本研究旨在寻找和鉴定古菌中KEOPS复合体的Gon7亚基,利用遗传操作体系完备的嗜酸热古菌冰岛硫化叶菌（Sulfolobus islandicus REY1 5A）研究KEOPS复合体参与t~6A修饰与DNA损伤修复的机制,探究两者是相互独立还是存在关联。为KEOPS的演化和真核KEOPS复合体的功能机制研究提供证据,并可能为解决人类KEOPS复合体相关疾病提供参考。为了探究KEOPS复合体组成的演化,我们通过序列比对、系统发育和基因组上下文环境分析,发现古菌KEOPS复合体有两个Pcc1同源蛋白,其中一个与真核生物更为接近。通过体外相互作用以及亚复合体形成分析,证实另一个Pcc1旁系同源蛋白可能为Gon7亚基的功能同源蛋白。随后通过体内和体外相互作用分析,鉴定了硫化叶菌KEOPS复合体的组成形式,发现Pcc1亚基与Bud32亚基间存在之前未报道的相互作用。为了探究KEOPS复合体在硫化叶菌中的功能,我们对SisKEOPS复合体各亚基基因进行过表达、敲除和敲低分析。单独过表达Bud32抑制细胞生长,而将Bud32与Kae1或Cgi121共表达则会消除这种抑制现象,同时Bud32与Cgi121共表达也可以稳定Cgi121,说明KEOPS复合体亚基间存在相互调节关系。发现KEOPS各亚基基因都不可敲除,说明各亚基均是必需的。敲低kael导致细胞对多种DNA损伤剂的敏感性增加,而敲低cgi121则导致细胞对DNA损伤剂羟基脲（HU）的敏感性降低,暗示古菌KEOPS复合体也参与DNA损伤修复过程。最后,为了探究KEOPS复合体的t~6A修饰功能与DNA损伤响应和修复之间的关系,我们在冰岛硫化叶菌中敲入海栖热袍菌（Thermotogamaritima）来源的t~6A修饰体系,敲入菌株的t~6A修饰水平比未敲入菌株提高约1.2倍,说明海栖热袍菌的t~6A修饰体系可以替代硫化叶菌KEOPS复合体的t~6A修饰功能。有意思的是,t~6A修饰体系敲入菌株中KEOPS各亚基仍不能敲除,说明硫化叶菌KEOPS复合体具有t~6A修饰之外的其它功能,即可能参与硫化叶菌中的同源重组修复,之前已经证明同源重组修复功能在硫化叶菌中是必需的。另外,该菌株中cgi121的敲低细胞对损伤剂HU的敏感性降低,说明古菌中KEOPS复合体的DNA损伤修复功能是其基本功能之一。经过以上研究,我们发现:（1）古菌中Pcc1的旁系同源蛋白Pcc1-2是真核Gon7的功能同源蛋白;（2）海栖热袍菌t~6A修饰系统能够在冰岛硫化叶菌中替代KEOPS复合体的t~6A修饰功能;（3）DNA损伤修复功能也是古菌KEOPS复合体的基本功能之一。