MiRNA是一类负责转录后调控的内源小分子RNA。在本研究中，我们首先研究了果蝇miRNA基因的演化过程。使用高通量测序技术，我们在三个不同物种的雄果蝇头部中分别获得了16436，86535和44395个小分子RNA表达标签。在这些小分子RNA中，总共有107100条序列标签可以被对应到miRNA基因的座位，其中至少有300个miRNA的基因座位是本研究首次发现的。通过研究这些miRNA的演化过程，我们提出miRNA基因和其它基因一样，也经历着“产生”和“消亡”的过程。另外，大量物种特异的miRNA表明，miRNA基因的“产生率”是相当高的，我们估计大概是每百万年产生12个miRNA。然而，由于这些新产生的miRNA在产生后会很快消失，只有不到4％能够被保存下来，并且在历经更长的演化之后，保存下来的miRNA中只有60％能够最终整合进物种的转录组。故miRNA的“净产生”（net gain）率只有每千万年产生3个新miRNA，是非常低的。进一步的研究表明，在果蝇中产生新miRNA的主要生化机制是“点突变”，非miRNA的序列将由一系列的点突变而形成新的miRNA。 对于果蝇中那些高度保守的miRNA，我们研究了可能导致其“骨架”（backbone）序列高度保守的原因。一个miRNA基因包括了“成熟 miRNA”（mature miRNA，用miR代表），而其它部分则是“骨架”序列。“骨架”的作用在miR加工合成中能形成特定的二级结构。我们分析了所有果蝇12个物种中miR都没有发生改变的miRNA，辅以计算机模拟，发现二级结构不足以提供足够的约束力来导致“骨架序列”具有较低的演化速率。为此我们检验了其它的可能约束力。特别的，我们假设对于具有相同二级结构的不同序列，其产生miR时的error rate可能不同。当miR加工时产生5’端不同的变体可能会对生物有不利的影响。通过比较三个果蝇物种miRNA的高通量测序结果，我们发现加工miR的error rate在高表达的miRNA基因中具有较高的保守性。面对于低表达的miRNA，其error rate则有演化的空间，暗示高error rate对于低表达的miRNA是可以容忍的。综合这些观察结果，我们提出miRNA的backbone的高度保守性是受到三维结构的约束，约束的原因在于特定的三维结构则能减小miR加工过程中的error rate。 最后，为了解释miRNA基因一方面高度保守，另一方面其功能又可有可无的特点，我们提出了“双重功能”（dual function）的假设来理解miRNA在调控中的这一非传统角色。miRNA可以被看做是候选的“canalization”基因。具体的，我们建立了一系列反应动力学模型来描述miRNA的靶基因在不同的调控网络中的行为。结果表明，1）Incoherent motif可以缓冲环境因素和“反式调控”效应所引起的噪音，然而这种缓冲效果不能增加遗传率（heritability）；2）不管是Incoherent motif还是Coherent motif都不能减小由于“顺式调控”效应引起的嗓音（发生在promoter或miRNA结合位点区域的遗传变异导致的噪音）；3）带有miRNA的Incoherent motif由于可以减少环境因素导致的变异，并同时还能增加遗传度，从而更具有演化性（evolvability）。故我们认为在某种情况下，miRNA的功能可以是“canalization”基因，以增加自然选择的效率。进一步的，由于这些新产生的miRNA由于其表达量较低，不太可能会直接调控基因表达的开关，反倒是这种能减弱噪音的特点提供了新产生的miRNA基因的选择优势。