在真核细胞中，pre-mRNA在细胞核内被转录，经过5加帽、剪接和3端加尾等过程形成成熟的mRNA。伴随pre-mRNA的加工，mRNA出核接头蛋白ALYREF被招募到成熟的mRNA上，并将其递交给出核受体NXF1/p15以介导mRNA被转运出核。mRNA核质转运与mRNA的各加工步骤偶联，一方面可以保证mRNA出核蛋白的高效招募，另一方面防止了尚未加工成熟的pre-mRNA被转运出核避免翻译出错误的蛋白质。除了mRNA转录、加工以及核质转运等多步骤偶联机制，细胞内存在的众多mRNA质量监控机制也在保证基因表达准确性的过程中发挥重要作用。无义突变介导的mRNA降解机制(NMD)能够快速降解含有提前终止密码子(PTC)的mRNA避免产生C端截短的蛋白质对细胞造成毒性。　　Ⅰ.ALYREF在转录组范围结合位点的鉴定及招募机制的研究　　现在被广泛接受的mRNA出核模型中，ALYREF作为TREX（mRNA出核转运复合体）组份通过与5‘帽结合蛋白CBP80的相互作用被招募到mRNA5端，并介导mRNA以5到3的方向被转运出核。然而该模型是基于体外合成的无多聚腺苷酸尾的mRNA建立，无法监测3端加工过程及多聚腺苷酸尾对ALYREF招募的影响，可能不能全面反映体内ALYREF与mRNA的结合情况。　　本文利用iCLIP-seq技术在全转录组范围内鉴定了ALYREF在RNA上的结合位点。我们发现ALYREF在细胞内主要结合在成熟的mRNA上，这与现有模型一致。与现有模型不同的是，ALYREF既结合在mRNA的5端，又结合在3端，并且可以与一些中间外显子结合。我们发现mRNA的3端加工因子CSTF64与ALYREF有直接相互作用。当CSTF64与另一3端加工因子PCF11被同时敲低时，一方面ALYREF在3端的结合位点明显减少，提示它们可能在ALYREF到mRNA的3端募集过程中发挥重要作用;另一方面ALYREF在5端结合也时明显降低，提示ALYREF在mRNA的5端和3端的结合彼此影响。敲低CBP80不仅显著降低ALYREF与5端的结合，也一定程度减弱其与mRNA3端结合的实验结果进一步支持这种可能。虽然敲低多聚腺苷酸结合蛋白PABP2只一定程度地降低ALYREF与mRNA的3端的结合，却引起polyA RNA的显著核内滞留，提示ALYREF与mRNA3端的结合对于mRNA出核转运至关重要。通过分析中间外显子上的ALYREF的结合序列，我们鉴定到两个能被ALYREF特异地结合的motif，并发现它们能够促进mRNA出核。无内含子mRNA的核质分布比例与这两个motif的出现频率呈负相关，而经剪接产生的mRNA(spliced mRNA)的核质分布则与这两个motif的出现频率无明显相关性，却与基因所含内含子的个数和成熟mRNA的长度呈正相关。综合以上结果，我们首次发现，在高等真核细胞内，ALYREF与mRNA的各个区域广泛结合，其在mRNA的5端和3端的结合主要依赖mRNA的5帽、3加工因子和多聚腺苷酸尾。ALYREF结合motif可能辅助了ALYREF在中间外显子上的结合，并对于mRNA出核有一定的贡献。这种贡献在无内含子mRNA中比较显著，而在spliced mRNA中则往往被剪接和/或mRNA长度的影响所掩盖。这些结果可以促进对于mRNA出核转运分子机制的理解，并为mRNA出核转运与基因表达其它步骤的偶联机制提供重要信息。　　Ⅱ.提前终止密码子介导的mRNA核内延迟滞留的机制研究　　由于PTC的识别与翻译过程紧密偶联，所以普遍认为PTC的识别发生在细胞质中。出乎意料的是，我们发现含有PTC的mRNA会被延迟滞留在细胞核内，而相应地野生型mRNA则被有效地转运出核。这些结果提示PTC的识别也可以在核内发生，并且影响含PTC mRNA的出核。更有趣的是，我们发现PTC在细胞核内识别依赖读码框的完整性，且核糖体和tRNA都参与核内读码框的阅读过程。此外，我们发现NMD因子UPF1在细胞核内与含PTC的mRNA特异地结合，并且对其在细胞核内的延迟滞留非常重要。综合以上结果，我们提出了PTC在细胞核内通过阅读框依赖的方式被识别的模型。核糖体在mRNA上扫描，发现PTC后招募UPF1，进而使含有PTC的mRNA滞留在细胞核内。PTC在核内的识别为细胞提供了一种新的mRNA质量监控方式，避免了含有PTC的mRNA被大量转运到细胞质内逃逸NMD的监控并翻译成截断形式的蛋白质。