衰老是伴随机体年龄的增加，生物体的生理机能减退、对众多疾病变得易感，甚至死亡的过程。已有研究发现衰老与众多生物学过程相关，如非编码小RNA的调控和表观遗传修饰水平的变化等。研究并揭示衰老相关的分子变化和其内在的调控机制，能够为延长生物体的健康寿命和攻克衰老相关疾病提供科学基础，具有广泛的生物学和社会学意义。果蝇具有明确的发育和成体阶段区分，清晰的组织分区，丰富的遗传学操作手段和较短的寿命，是研究衰老的良好生物模型。本论文以果蝇为模式生物，深入探究果蝇成体及衰老过程中的RNA加工和表观遗传学机制。　　Piwi结合小RNA(piRNA)是一类非编码小RNA，具有生殖细胞富集、在基因组上聚集分布等特点。已知piRNA与Piwi家族蛋白结合后，依赖其序列特征靶向沉默转座子表达，维持基因组稳定性。piRNA5端由Zuc蛋白切割形成尿嘧啶偏好性，但其3端并没有特定的序列特征，piRNA3端的加工机制依然有待阐明。我们的研究工作发现Nibbler(Nbr)和Hen1对piRNA3端产生拮抗调节作用。Nbr剪切piRNA3端直至Hen1对其进行2-O-甲基化修饰，这种拮抗调节维持piRNA合适的长度以及对转座子的高效抑制。更进一步的研究中，我们发现果蝇衰老的过程中，Nbr剪切活性逐渐增强，导致piRNA长度逐渐变短，部分转座子发生去抑制。　　微小RNA被认为是表观遗传学的机制之一。而表观遗传学参与衰老的调控是一个全新的研究视角。其中组蛋白修饰的变化，被证实与衰老密切相关，可作为衰老的一个标志物。但在机制水平上仍缺乏突破性的认识。我们通过对参与组蛋白修饰的因子进行CRISPR/Cas9突变并进行寿命筛选，发现参与H3K27me3的形成与维持的PRC2和PRC1杂合突变都能延长果蝇寿命。通过加入小鼠基因组作为内参的定量ChIP-seq，发现伴随年龄的增加，H3K27me3修饰增加且失去修饰的精确性，蔓延到基因组低修饰区域。PRC2基因的突变能够降低H3K27me3信号，抑制这种变化。进一步研究中，运用转录组和代谢组分析，发现H3K27me3的动态变化，调节糖酵解基因的转录，带来代谢层面的改变，影响机体的能量供应和抗氧化能力，进而导致果蝇成体健康和寿命的变化。在PRC2延寿果蝇的背景下，通过编码糖酵解重要的酶Tpi基因的杂合突变，可以缩减其延寿效应。该项研究从表观遗传修饰改变，揭示其如何影响基因转录，改变代谢，进而调节生物体的健康和寿命，为健康寿命调控和疾病干预提供了一个新思路。　　第一部分：果蝇中Nibbler和Hen1蛋白对piRNA3末端拮抗调节　　在真核生物中，转座子的异常表达将损害基因组的稳定性。Piwi结合RNA(piRNA)是长度介于23～30个碱基，与PIWI家族蛋白结合的小RNA，它们的重要功能是依赖序列的互补特征去沉默靶向的转座子。因此，研究piRNA信号通路的一个关键问题就是去揭示piRNA的序列调节机制。在我们的工作中，发现果蝇中已知的3-5核酸外切酶Nibbler(Nbr)与Piwi蛋白存在相互作用，指示Nbr很可能参与到piRNA信号通路中。我们发现Nbr与已知的piRNA2-O-甲基化修饰甲基转移酶Hen1对piRNA的3末端存在共同调节机制。随着年龄的增加，果蝇piRNA在长度上逐渐变短，在丰度上逐渐降低，与之相应的部分转座子活性随年龄增强。我们证实了Nbr和Hen1的共同调节机制，影响了piRNA对转座子的沉默效率。随年龄逐渐变化的piRNA特征也与Nbr随年龄增加的剪切活性相关。我们由此提出Nbr和Hen1对piRNA3末端拮抗调节作用的模型。　　第二部分：H3K27me3动态变化通过调节糖酵解通路影响健康寿命　　衰老是机体生理功能下降，以及对某些疾病变得易感的过程。多梳抑制复合物(PRCs)介导并维持组蛋白H3K27me3修饰，贡献修饰位点的转录抑制。越来越多的研究显示基因变异、表观修饰变化、转录调控以及代谢的变化都与衰老存在相关性，但是这些变化如何相互影响，如何共同去调控衰老进程，依然有待回答。利用果蝇模型，我们发现伴随衰老进程，H3K27me3失去修饰的精确性，蔓延到基因组低修饰区域。PRC2基因的突变能够降低H3K27me3信号，抑制这种变化。我们运用多种定量组学手段，发现H3K27me3的动态变化，调节糖酵解基因的转录水平，带来代谢层面的改变，影响机体的能量供应和抗氧化能力，进而导致果蝇成体健康和寿命的变化。在延寿的PRC2突变体中，通过Tpi基因的突变来影响糖酵解，可以减少PRC2突变的延寿效果，进一步证实糖酵解活力与果蝇寿命的关系。本研究揭示了表观遗传修饰如何影响基因转录，改变生物体的代谢，进而调节生物体的健康和寿命。