真核生物中，编码蛋白的基因表达是一个精密和复杂的过程。这个过程从转录开始。大多数真核细胞的新生转录本需要经历5端加帽、剪接、3端加多聚腺苷酸尾等一系列加工步骤。这些步骤完成后，成熟的mRNA被转运出核，在细胞质内翻译产生蛋白。TREX复合物在大多数mRNA出核过程中起到重要作用，它主要由多亚基复合物THO，蛋白UAP56，ALYREF组成。复制依赖型的组蛋白mRNA（Replication-dependent histone mRNA，RD histone mRNA）是一类特殊的mRNA，它不含有内含子，且3端不含有多聚腺苷酸尾，取而代之的是一个高度保守的茎环结构。这类mRNA主要编码产生组蛋白，对于维持细胞正常的生命活动必不可少。　　Ⅰ.hMTR4和ALYREF竞争保证细胞核内mRNA降解和出核间的平衡　　基因表达的各个步骤均受到严密的质量监控，exosome复合体是RNA质量监控系统的重要组成部分。它是一个具有内切酶活性和3-5外切酶活性的多亚基复合体，可参与加工和降解多种RNA。hMTR4作为重要的辅助蛋白在细胞核内exosome的功能发挥中至关重要。Exosome复合体的底物繁多，底物识别机制是关于exosome的一个基本问题，但目前对真核细胞中exosome复合体和辅助蛋白如何准确识别底物RNA的机制尚未研究清楚。多项研究表明当mRNA的核质转运受到抑制时，细胞核内会发生广泛的mRNA降解。这提示mRNA的核质转运和降解间存在着功能上竞争的关系，但对背后分子机制的了解十分有限。　　在本项研究工作中，通过对exosome复合体组分hRRP40或辅助蛋白hMTR4沉默细胞的核内RNA进行深度测序，发现并证实了在RNA加工和出核功能正常的细胞中，相当一部分mRNA和长非编码RNA均是exosome复合体的降解底物。通过对exosome复合体招募机制的研究，揭示了hMTR4可以特异地将exosome复合体招募至其底物RNA上。非常有趣的是，这种招募特异性是通过hMTR4与mRNA出核接头蛋白ALYREF竞争结合CBC（cap-binding complex）来实现的。进一步的研究表明，这样的竞争机制决定了细胞核内的RNA走向出核还是降解，并可能确保了发生出核或降解的RNA库的平衡。　　Ⅱ.ALYREF在histone mRNA加工和出核过程中功能与机制研究　　真核生物中绝大多数mRNA前体的3端含有多聚腺苷酸尾，但RD histone mRNA无多聚腺苷酸尾，由一个高度保守的茎环结构代替。因此其3端加工和出核过程与大多数mRNA不尽相同。RD histone mRNA的3端加工过程需要两个重要蛋白的参与，一个是与茎环结构结合的SLBP（stem loop binding protein），一个是U7snRNP。U7snRNP是一个由U7snRNA和七个蛋白组成的核糖核酸蛋白质复合物。到目前为止，对于RD histone mRNA3端加工的分子机制了解有限，仍有未知的蛋白因子需要被鉴定。除此之外，关于RD histone mRNA的核质转运的研究尚未得出明确的结论。有研究表明，由SR蛋白作为出核接头蛋白将RD histone mRNA传递给出核受体NXF1，从而介导其核质转运。TREX复合物是否参与其中未有研究报道。　　我们实验室前期的工作表明，TREX复合物组分ALYREF可特异性的结合在RD histone mRNA茎环结构的上游。与此一致，我们发现ALYREF和茎环结合蛋白SLBP直接相互作用，并且由SLBP将ALYREF招募至histone mRNA上。非常有趣的是，RNA-Seq和3READs的结果均显示:当沉默ALYREF时，histone mRNA的3端加工受到了抑制，从而产生含有多聚腺苷酸尾形式的histone mRNA。进一步的研究表明，ALYREF通过与U7snRNP的组分Lsm11相互作用促进了U7snRNP的招募，从而提高了RD histone mRNA的3端加工效率。更重要的是，3端加工过程可以显著促进RD histone mRNA的核质转运，并且TREX复合物介导了RD histone mRNA的核质转运。因此我们猜测可能由TREX复合物将RD histone mRNA的3端加工和出核过程偶联在一起。我们的工作丰富了TREX复合物的功能，加深了对RD histone mRNA的3端加工和出核的认知。