作为一种分子伴侣蛋白,Hypoxia up-regulated protein 1(HYOU1)参与维持和恢复细胞内环境的稳定。在癌细胞中,HYOU1基因可以通过内质网应激反应等途径激活表达,从而促进癌细胞的增殖、侵袭、转移和抗凋亡。G-四链体(G-quadruplex,G4)是一类由鸟嘌呤富集区域折叠形成的二级结构,该结构在基因组和RNA中存在,具有调控基因表达和RNA剪接等功能。研究表明,转录因子YDS-3201纯度in Yang 1(YY1)基因与HYOU1基因的表达有很强的正相关性。分析HYOU1基因启动子区域发现在HYOU1基因转录起始位点(transcription start sites,TSS)附近存在一段富含鸟嘌呤的区域。本研究预测HYOU1基因启动子区域能够形成G4结构,YY1可能通过结合这一结构调控HYOU1基因的表达。本研究以肝癌细胞为模型,对HYOU1基因启动子区域G4结构进行鉴定,并对其调控HYOU1基因表达的机制进行研究,获得以下结果:1.分析HYOU1基因启动子区域,发现在TSS上游附近存在富含鸟嘌呤的区域,并通过生物信息学方法预测该区域包含两段可能形成G4结构的序列,分别位于TSS上游序列-33至-55和-81至-100区域。2.根据HYOU1基因启动子中富含鸟嘌呤的区域合成了寡聚核苷酸链,通过圆二色性光谱分析实验、DMS footprinting实验和凝胶迁移实验证明了该区域能够形成G4结构。同时利用荧光素酶报告实验证明了HYOU1基因启动子区域的G4结构抑制基因表达。3.通过ENCODE数据库中数据的分析,本研究得出YY1和specificity protein 1(SP1)在肝癌细胞中处于高表达水平,并发现了HYOU1与YY1、SP1的表达都有着显著的正相关性。通过分析染色质免疫沉淀测序(Ch IP-seq)数据,发现了YY1和SP1在HYOU1基因启动子区域高度富集。除此之外,通过RT-q PCR实验分析表明,单独敲低内源性YY1和SP1可以显著降低内源性HYOU1基因的表达,表明YY1和SP1对HYOU1基因表达有正向调节作用。4.鉴于HYOU1基因的G4序列存在多个SP1结合位点,本研究根据HYOU1基因启动子的序列合成了SP1结合位点未突变和突变与G4未突变和突变相互组合的寡聚核苷酸链。通过圆3-Methyladenine分子量二色性光谱分析实验、DMS footprinting实验和凝胶迁移实验,发现SP1结合位点突变的寡聚核苷酸链可以形成G4结构。通过凝胶迁移实验证明了YY1和SP1能结合HYOU1启动子的G4结构。5.通过荧光素酶报告实验,发现YY1能够通过结合G4结构显著调控HYOU1基因表达。在G4结构突变后,SP1能够通过其结合位点调控HYOU1基因表达。综上所述,本研究发现了HYOU1基因启动子区域存在两段形成G4结构的序列,G4的形成能够抑制HYOU1基因表达。YY1和SP1plant synthetic biology能够调控HYOU1基因表达,其中YY1能够通过结合在G4结构上显著调控HYOU1的表达。而在G4结构被解旋后,SP1可以结合在序列上的结合位点,并在YY1的协助下调控HYOU1的表达。