生物个体的新陈代谢离不开基因复杂的转录调控和遗传机制。随着高通量测序技术的快速发展,基因组序列的成功测序使得我们能够进一步探究隐含在序列背后负责的调控机制。人们发现真核细胞基因的表达调控受到多种因子的影响,如转录因子、增强子与DNA转录相关的酶协调合作,构成基因精准、高效的时空表达。近年来,三维基因组学的快速发展促进了全基因组范围内表观遗传修饰、调控元件的鉴定和其参与基因表达的转录调控作用研究。本论文中我们以增强子这一重要的表观遗传修饰的调控元件为主要研究对象,以增强子序列的进化为基础,从染色质的三维交互作用与转录调控着手,从增强子与转录因子、增强子与靶基因的关系探究其在基因组上的转录调控过程。主要研究结果如下:1,本研究通过人类乳腺上皮细胞的增强子在15种哺乳动物全基因组中的序列进行比较基因组分析,将增强子序列分类成保守性和特异性的增强子。研究发现保守性增强子序列的同源序列可出现在10种物种以上;保守性增强子和特异性增强子有明显的phastCons保守性分值差异。2,为探究增强子在转录调控过程发挥的作用,我们根据增强子作用的区域和ChIA-PET介导的远程调控交互区域,找到增强子和基因TSS附近区域的远程互作关系,识别了增强子-RNA PII靶基因。接着利用485个转录因子结合位点信息,判断增强子区域的转录因子富集程度;并进一步发现有些增强子-RNA PII靶基因为转录因子编码基因,且转录因子在该增强子区域存在结合位点,从而鉴定到了增强子相关联的转录因子“自”调控回路。3,对自调控作用的转录因子进行功能注释,发现它们大多富集在RNA聚合酶II核心启动子的分子功能和生物学过程中,其中MYC、JUN、NCOA3、SP1等转录因子与乳腺癌的雌激素信号通路有关,且这些转录因子的编码基因受多个增强子区域的调控。进一步联合TCGA临床乳腺癌患者的基因表达量水平分析,发现表达量上调的增强子靶基因与RNA聚合酶I启动子开放和转录、细胞减数分裂与重组的反应途径相关。此外,我们还发现了14个与乳腺癌相关的抑癌基因的表达量水平显著性下调。本研究探讨了转录因子结合的增强子转录调控机制,并在乳腺癌中找到了增强子关联的调控回路,得到了这些增强子在不同进化机制下的转录调控作用关系,为增强子与转录因子、靶基因在乳腺癌的转录调控过程提供了新的探索。