核小体是真核生物染色质的基本结构单元,由约147 bp的双螺旋DNA缠绕在组蛋白八聚体上形成。组蛋白八聚体由H2A、H2B、H3和H4各两分子的四种常规组蛋白构成,在体内的核小体动态变化过程中组蛋白能够发生翻译后修饰或被组蛋白变体置换,发挥了基因组的表观遗传调控能力。核小体结构的组装及解聚过程能够直接调控反式作用因子与染色体上功能元件的接触能力,影响着生物体内转录,复制,重组和修复等诸多以DNA为模板的生物学过程。核小体的组装及解聚动力学的研究对于核小体定位具有重要的生物学意义。体内的核小体组装及解聚是高度动态变化的,且受诸多因素的影响与调控,其具体的机制与过程并不清楚。目前,通过体外实验研究核小体的组装及解聚过程是研究核小体定位机制较为有效的手段。通过构建动力学模型和体外实验研究核小体的组装及解聚过程,为进一步研究体内核小体滑动、定位等过程对基因表达的调控及染色质动力学的影响奠定基础,对理解其在众多生物学过程中发挥的作用具有重要的理论参考意义。本文主要研究内容:1基于化学反应动力学原理提出了核小体组装动力学模型,并依据此动力学模型进行了实验验证。根据动力学模型,分别对组装时间、组蛋白浓度及组装速率常数对于核小体组装效率的影响进行了实验验证。实验结果证明核小体组装效率与组装时间、组蛋白浓度、组装速率常数呈正相关的关系,与模型中的关系相符合。对于DNA浓度影响核小体组装进行实验验证,确定体系内组蛋白八聚体浓度,当DNA浓度远小于组蛋白八聚体浓度时,组装效率随着DNA浓度的增加而增加,当DNA浓度大于组蛋白八聚体浓度时,核小体DNA占比随体系中DNA浓度增加而降低。2实验检测了核小体解聚过程中温度、时间、盐离子浓度对于核小体结构的影响。首先利用高温刺激核小体解聚,利用native-PAGE和FRET技术分别检测温度刺激核小体解聚过程中,处理了不同时间的核小体解聚情况。电泳检测结果表明在热力作用下核小体的解聚随时间变化过程是分阶段进行的,在解聚过程的第一阶段体系中核小体DNA的含量基本没有变化;但是对比FRET检测结果可知在核小体解聚的第一阶段,组蛋白与DNA虽然未发生分离,核小体结构已经发生松动。然后,利用FRET技术检测了6种盐离子对于核小体结构的影响,实验结果显示,在几种不同的离子环境中,核小体结构变化呈现相似的规律,随着离子浓度的增加,核小体结构逐渐解开。以钠钾离子为例,分析荧光能量传递效率随盐离子浓度变化率发现,核小体结构随盐离子浓度变化发生的解聚过程是分阶段进行的。尤其是在钠离子环境中,核小体解聚过程中的结构发生明显变化的浓度与盐透析法体外组装过程中,核小体结构变化所需的离子浓度相符合。在一些2价盐离子环境中,离子浓度的变化对于核小体结构的影响更加明显。3通过FTS实验检测了温度刺激核小体解聚过程中的核小体状态变化。实验结果显示,核小体解聚过程中,DNA与组蛋白八聚体的分离可能是分步进行的。其解聚过程主要分为两步,首先两个H2A/H2B二聚体先从DNA上脱落,然后（H3/H4）₂四聚体再与DNA分离,与组装过程的顺序组装机制相符合。