RNA编辑和可变剪接是转录后加工过程中两种重要的加工方式,能够增加蛋白质和功能的多样性,与细胞分化和发育及疾病的发生发展等密切相关。虽然A-I RNA编辑通过ADAR酶作用于双链RNA特定位点上的腺苷（A）,使其脱氨基变成肌苷（Ⅰ）的作用机理已经被阐明,但是其生物学意义仍存在较大争议：增加蛋白质多样性或者维持进化保守性?黑腹果蝇Dscam基因通过互斥可变剪接能够产生38,016种不同的异构体,是许多教科书和专著中关于可变剪接的经典案例,但是其互斥可变剪接机制目前还知之甚少。本文首先通过对在进化上跨越了3亿年的昆虫纲物种：黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）、淡色库蚊（Culex pipiens）、人蚤（Pulex irritans）、家蚕（Bombyx mori）、赤谷拟盗（Tribolium castaneum）、蜜蜂（Apis mellifera）、人虱（Pediculus humanus）和桃蚜（Myzus persicae）的钾离子通道基因Kv2的A-I RNA编辑数据进行分析,发现了A-I RNA编辑大多改变高度保守的蛋白区域中较不保守的密码子,揭示了RNA编辑具有产生蛋白多样性和维持进化保守性的双重功能。此外,通过将RNA编辑与DNA水平上的变异联系起来,揭示了细胞核A-I RNA编辑与DNA水平上变异的关系：转录后的mRNA通过A-I RNA编辑可以修正DNA水平上G到A的突变,同时被编辑的Ⅰ（G）也可以’牢固嵌入’基因组DNA,导致A到G的突变。基于A-I RNA编辑中RNA二级结构的启发,我们构建了一个互斥可变剪接模型并通过RNA补偿突变等技术进行深入系统的研究,发现黑腹果蝇14-3-3ζ基因中存在着一类介导可变剪接的特异顺式作用元件,其具有物种特异性和二级结构保守性。该类特异顺式作用元件通过竞争性互补配对机制调控pre-mRNA中互斥外显子的选择。进一步地研究显示该类特异性顺式作用元件通过靠近激活和环内抑制两种方式,并联合其他顺式作用元件共同调控可变外显子的互斥可变剪接。此外,研究还显示互斥外显子的选择强度与RNA结构的微小变化紧密相关,其与RNA配对强度呈正相关、与距离长度呈负相关,表明RNA二级结构物理竞争和外显子选择密切相关。在此基础上,通过外显子复制模拟实验,证实了该类RNA互补配对介导的互斥可变剪接具有进化扩展潜力。最后,根据该模型的特性：选择序列和锚定位点是位于互斥外显子后的内含子中的保守序列元件,解码了黑腹果蝇Dscam基因外显子簇4和9及MHC基因互斥外显子7、9和11的RNA互补配对结构。最终阐明了Dscam基因外显子簇4和9、MHC基因互斥外显子7、9和11和14-3-3ζ基因互斥外显子5的互斥可变剪接调控模型。