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密码子偏好是普遍存在于真核生物和原核生物中的一种现象。编码同种氨基酸的不同密码子称为同义密码子,而同义密码子在各基因组中使用频率不同的现象称为密码子偏好。研究表明密码子偏好与蛋白翻译有着密切的联系,例如密码子偏好可以影响蛋白翻译效率、蛋白构象以及蛋白功能等。近年来有研究表明密码子偏好对基因转录也有着调控作用。在粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）中,密码子偏好可以通过改变组蛋白修饰水平而调控基因的转录。然而,密码子偏好在其他基因组中是否有类似的功能,以及对基因表达的具体调控机制如何尚未有明确结论。因此本课题就密码子偏好如何在翻译前水平影响基因表达这一问题进行了探究。首先,本课题在大肠杆菌（Escherichiacoli）中,以淀粉酶基因amyA为研究对象,探究在原核生物中密码子偏好对基因转录的影响。我们首先确认了amyA的密码子优化序列具有更高的翻译效率,同时发现mRNA水平也随着密码子优化而降低。进一步分析mRNA水平降低的原因,我们认为部分是由于密码子优化后mRNA的稳定性降低,这属于转录后层面调控。同时密码子优化带来的序列改变大量增加了DNA胞嘧啶甲基化位点,我们确认了这些位点在细胞中确实都被甲基化。通过敲除Dcm甲基转移酶发现优化前和优化后基因的mRNA水平都有所下降,但是优化后基因下调的比例更大。因此胞嘧啶甲基化水平可能也是影响mRNA水平的因素之一,这属于转录层面调控。密码子优化可能改变DNA甲基化程度从而来影响mRNA的表达水平,但是还需要更多的后续研究验证其普适性和具体机制。其次,本课题在毕赤酵母（Pichiapastoris）中,以PAS chr2-20376基因为研究对象,研究密码子偏好对不同组蛋白修饰以及转录活跃性的影响。通过针对RNA聚合酶Ⅱ CTD结构域、组蛋白H3K36me3、组蛋白H3K9ac的染色质免疫共沉淀（ChIP）实验结合荧光定量PCR和二代测序发现,优化后基因上游的GAP启动子具有较高的RNA聚合酶Ⅱ富集程度,代表着较高的转录活性,同时也具有较高H3K36me3水平,二者可能存在关联。而基因ORF内部在密码子优化前后H3K9ac程度差异随着5’至3’端有着不同的趋势,H3K36me3水平基本相同。因此,ORF区域的密码子优化可能通过改变DNA结构等某种机制影响附近区域（尤其是启动子）的组蛋白修饰水平和转录起始功能。