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基因表达噪声广泛存在于哺乳动物细胞的基因表达中,主要表现为细胞群体中相同基因型的细胞的基因表达的差异。与恒定表达的启动子相比,诱导表达的启动子能够产生更大的基因表达噪声,从而导致无法精确诱导哺乳动物细胞的基因表达。现有的降低基因表达噪声的方法存在适用性差或是设备过于复杂的缺点,限制了基因表达噪声调控在哺乳动物细胞的研究中的应用。本文对GAVPO光诱导表达系统的基因表达噪声的调控方法进行了探讨。本文利用荧光蛋白标记表达量的GAVPO光诱导表达系统的单克隆细胞系,比较了幅度调制和脉冲宽度调制的控制参数对细胞群体的基因表达的控制效果,首次发现了高光照强度的脉冲宽度调制能够在相同表达量的情况下降低基因表达的噪声。通过构建数学模型,本文分析了脉冲宽度调制降噪的原因。本文认为激活的GAVPO蛋白的浓度在该光照条件下能够在极低表达低噪声的区间和高表达低噪声的区间转换,从而保持了基因表达的量,降低了基因表达的噪声。此外,本文发现细胞之间GAVPO蛋白表达量的差异对基因表达噪声的影响没有过去认为的那样大。借助于Ch IP-Seq技术、ATAC-Seq和sc ATAC-Seq技术,本文对光照过程的光诱导表达启动子附近的H3K27ac和染色质开放程度进行了讨论。本文首次发现了光诱导启动子附近的H3K27ac和染色质开放程度的差异与基因表达的差异具有正相关性,光照后的光诱导启动子附近的染色质开放程度需要很长的时间才会恢复到光照之前的状态。本文提出的GAVPO光诱导表达系统的长周期脉冲宽度调制方法能够扩大基因表达噪声调控在哺乳动物细胞研究中的应用。本文对降噪机制的讨论和对光诱导表达过程的H3K27ac和染色质开放程度的讨论有助于推动我们对基因表达噪声的理解,推动更好的基因表达噪声调控方法的开发。