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可变剪接是调控基因功能的重要机制,该机制能增强蛋白质的多样性,并广泛存在于真核生物中。可变剪接可分为多种类型,互斥可变剪接是其中的一种。互斥可变剪接的特点在于成熟的mRNA只能从一组连续排列的可变剪接外显子之中选择一个成员。在本研究中,首先分析了黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)的13000多个基因的表达数据,从中筛选出了58个具有互斥可变剪接功能的基因,这些基因总共包含78组互斥外显子。随后,以这58个基因作为种子序列,运用BLAST方法从多个数据库中获取了另外20个节肢动物门物种的同源基因序列。通过比较基因组分析发现,免疫基因的互斥外显子比其它基因的互斥外显子进化速度快,而且很多互斥外显子具有物种特异性或种系特异性,从而在很大程度上增强了昆虫先天免疫系统的多样性和可调性。分析结果还显示,在双翅目物种(果蝇和蚊子)的免疫系统中,基因复制和可变剪接可能存在着正向关系。最后,分析结果还显示非等位同源重组、外显子的内含子化和复制滑移等机制是产生互斥可变剪接多样性的重要途径。目前,虽然已经发现大量的基因具有互斥可变剪接功能,但对互斥可变剪接的调控机制知之甚少。昆虫的14-3-3ζ具有互斥剪接功能,该基因含有一组互斥外显子。本研究中,首先分析了73个节肢动物门物种的14-3-3ζ,分析结果显示在内含子中存在一些序列元件,可能对互斥可变剪接有调控作用。这些元件分为选择序列和锚定位点两种,二者之间能反向互补配对从而形成茎环状的二级结构。在不同的物种中,选择序列和锚定位点在一级结构上可能有特异性,但它们之间形成的二级结构却具有很高的保守性。随后,我们在细胞表达水平上开展了破坏、互补突变、删除等实验,实验结果表明茎环状的RNA配对结构能通过物理效应对互斥可变剪接进行调控。实验结果还显示茎环的RNA配对强度与互斥外显子的选择频率成正相关。最后,我们提出了调控互斥可变剪接的新模型。