核小体是真核细胞染色质的基本结构单位。在不同细胞状态下,核小体定位是动态变化的.其位置的改变会影响转录因子与DNA的结合,从而调控基因特异性表达。因此,分析核小体信号、发现不同条件下核小体定位的变化具有重要意义。目前,国际上关于核小体定位动态变化的分析,主要是基于统计学的假设检验方法来识别差异定位的基因组区域,此类方法存在缺陷,不能直接判断核小体动态定位具体方式。本文设计了一种基于动态规划的核小体定位比对算法AlignNuP (alignment of nucleosome positions),此算法在识别核小体位置的基础上,计算判定不同样本间对应核小体的动态变化方式,目前国际上还没有这样一对一的核小体动态变化分析算法。AlignNuP首先根据核小体测序片段(reads)数据在基因组上分布的丰度信号,使用波峰识别算法确定核小体位置,即该细胞中核小体的位置信息。然后,AlignNuP比较两细胞状态下核小体位置,针对每一对核小体之间的匹配、平移以及缺失的变化方式进行打分,并在整个范围内累计；最终选择累积得分最大的匹配方式,此方式代表样本间核小体最佳对应关系。同时,AlignNuP具有可视化模块,清晰、直观地展示出整条染色质序列上核小体定位稳定区以及变化区,并且可展示出各区域中核小体平移、缺失的位点。本论文将AlignNuP应用于人类CD4+T细胞在休眠和激活过程中,核小体动态变化的识别分析。结果发现：CD4+T细胞在不同状态下,在转录起始位点附近核小体发生缺失的频率更高,甚至会一直延伸到下游,影响其他核小体的相位,调控基因的表达水平；然而单外显子转录起始位点核小体倾向于发生位移而不是缺失,推测与上游含有一系列polyA位点有关,核小体动态定位部分依赖碱基序列。另外,使用AlignNuP分析酵母在复制衰老过程,以及酵母细胞在组蛋白突变前后核小体发生的动态定位,结果发现：在酵母衰老的过程中,核小体缺失区域与RNA聚合酶II结合位点在分布上具有相关性,揭示出组蛋白与转录机器之间对DNA的竞争结合关系：而酵母细胞组蛋白发生突变后,转录起始位点附近大规模地发生了核小体动态定位,上游200bp是核小体缺失的高发区,易于转录起始复合物的形成,诱导基因的表达。