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作为遗传信息的中间载体,核糖核酸（Ribonucleic acid,RNA）正确的核质定位是遗传信息正常表达的先决条件。相反,RNA核质定位的紊乱通常与细胞生理状态失调相关。环状RNA（circular RNA,circRNA）作为一类新型非编码RNA（Noncoding RNA,nc RNA）,在生物体中具有重要功能。环状RNA正常的核质分布对其功能发挥及维持正常的生理状态应具有重要意义。有研究表明,在果蝇细胞中,部分环状RNA的出核受到RNA解旋酶家族中的基因Hel25E的调控。但该机制并不具备广谱性,因此探究一个广泛调控环状RNA核质定位的机制是非常必要的。本课题以果蝇细胞作为研究材料,系统地筛选了所有对环状RNA核质定位具有潜在调控能力的基因,并确定了一个关键基因——Ranbp16。通过多种研究方法对其生理学功能进行验证,证实了Ranbp16蛋白对果蝇细胞中环状RNA正确的核质定位起作用。上述发现为后续研究哺乳动物等其他物种中环状RNA的核质定位的工作提供了理论依据,也为一些人类疾病提供了潜在治疗策略。本文主要研究内容及研究结果如下:1.利用flybase数据库GO term“nucleocytoplasmic carrier activity”确定待筛选基因并利用RNAi技术进行系统筛选。筛选结果显示,Ranbp16蛋白对环状RNA的核质定位起调控作用,即Ranbp16蛋白沉默后,随机选择的8种作为检测指标的环状RNA的出核能力均受到明显的抑制。2.为进一步确定Ranbp16蛋白对环状RNA核质定位的调控作用,选取果蝇细胞中高表达的62个环状RNA进行大规模验证,发现:相比于对照组,降低Ranbp16的表达量后,62个环状RNA中有61个环状RNA在细胞核内大量累积,进一步证实Ranbp16蛋白能够有效调控环状RNA出核。3.为探究Ranbp16蛋白对环状RNA出核的调控机制,通过构建FLAG标记、稳定表达Ranbp16蛋白的细胞系,借助FLAG标签,通过RNA结合蛋白免疫共沉淀技术（RIP）获得与Ranbp16蛋白结合的RNA。最后通过RT-q PCR技术对62个环状RNA进行了检测,检测的62个环状RNA中有60个环状RNA有较高的丰度,表明这些环状RNA对Ranbp16蛋白有高度的亲和力,也证实了Ranbp16蛋白对环状RNA定位的调控作用与环状RNA的结合有关。4.大量研究表明环状RNA异常的核内滞留会产生circRNA:DNA杂合子（ciR-loop）,通过免疫荧光实验,当沉默Ranbp16后,细胞核内观察到非常明显的ciR-loop信号,表明Ranbp16蛋白功能缺失会导致核内ciR-loop信号累积。有研究表明,RNA DEx H/D-box解旋酶Hel25E能够调节部分环状RNA的出核,因此我们猜测Hel25E能够在一定程度上消除ciR-loop信号。为验证该结论,进行了回补实验,即沉默Ranbp16后回补Hel25E,随后通过免疫荧光实验观察ciR-loop信号。回补Hel25E后,观察到ciR-loop信号有一定程度的减弱,表明我们的猜想是正确的,即Hel25E对环状RNA核内累积造成的ciR-loop信号有调节作用。5.由于R-loop的异常累积会对基因组的稳定性产生影响,为进一步探究Ranbp16蛋白功能背后的生物学意义,我们利用免疫荧光实验和彗星实验分析了沉默Ranbp16后细胞发生DNA损伤的情况。免疫荧光和彗星实验的实验结果均表明,沉默Ranbp16的表达所导致的环状RNA核积累会使得细胞发生DNA损伤。6.通过对已报道过的能够抑制环状RNA生成的剪接因子SF3A1进行研究,发现沉默SF3A1之后,环状RNA生成量的增加导致了更多的ciR-loop的产生和DNA损伤,这些结论也进一步地从侧面证实了,上述生理学现象是由于Ranbp16蛋白功能缺失导致环状RNA出核受到抑制后,在核内大量积累而产生的。综上,本文较为系统地探究了果蝇细胞中Ranbp16蛋白对果蝇细胞环状RNA出核的调控和生理学意义,也为进一步探究高等生物中环状RNA的定位提供了理论基础,同时为某些由于环状RNA出核失调引起的人类疾病的治疗提供了潜在靶点。因此,本文的研究内容具有极强的理论参考价值和深厚的实际意义。