Nat Rev | R-環(huán)和RNA-DNA雜交序列的來(lái)源與功能

原創(chuàng)?huacishu?圖靈基因?2022-05-24 09:14?發(fā)表于江蘇

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撰文：huacishu

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1媒佣、作者討論了目前對(duì)R-環(huán)和RNA-DNA雜交來(lái)源的理解，抑制和解析這些結(jié)構(gòu)的機(jī)制策橘，這些結(jié)構(gòu)對(duì)DNA修復(fù)和基因組穩(wěn)定性的影響隧哮，以及治療病理性R-環(huán)的方法熟掂；

2桨昙、作者說(shuō)明建立臨床有用的檢測(cè)方法讲弄，以測(cè)量患者體內(nèi)R-環(huán)的積累措左，了解R-環(huán)和相關(guān)的基因組不穩(wěn)定性如何促進(jìn)發(fā)病機(jī)制，并開(kāi)發(fā)新的策略來(lái)緩解或利用治療中的R-環(huán)相關(guān)缺陷是至關(guān)重要的避除。

哈佛醫(yī)學(xué)院Lee?Zou教授課題組在國(guó)際知名期刊Nat Rev Mol Cell Biol在線(xiàn)發(fā)表題為“Sources, resolution and physiological relevance of R-loops and RNA–DNA hybrids”的論文怎披。RNA–DNA雜交產(chǎn)物在轉(zhuǎn)錄、DNA復(fù)制和DNA修復(fù)過(guò)程中產(chǎn)生瓶摆，是這些過(guò)程中的關(guān)鍵中間體凉逛。當(dāng)RNA-DNA雜交在雙鏈DNA中穩(wěn)定形成時(shí)，它們會(huì)取代其中一條DNA鏈群井，形成一個(gè)稱(chēng)為R環(huán)的三鏈結(jié)構(gòu)状飞。R-環(huán)在基因組中廣泛存在，并在活性基因中富集。R-環(huán)在調(diào)節(jié)基因表達(dá)和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)方面起著重要作用诬辈，但它們也對(duì)基因組穩(wěn)定性構(gòu)成威脅酵使，尤其是在DNA復(fù)制過(guò)程中。為了保持基因組穩(wěn)定自晰，細(xì)胞已經(jīng)進(jìn)化出一系列機(jī)制來(lái)防止異常的R環(huán)積累凝化。盡管R-環(huán)可導(dǎo)致DNA損傷，但它們也由DNA損傷誘導(dǎo)酬荞，并作為DNA修復(fù)的關(guān)鍵中間體搓劫，如轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)修復(fù)和RNA模板DNA斷裂修復(fù)。當(dāng)R-環(huán)的調(diào)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)混巧，病理性R-環(huán)積累枪向，從而導(dǎo)致神經(jīng)退行性變和癌癥等疾病。在這篇綜述中咧党，作者討論了目前對(duì)R-環(huán)和RNA-DNA雜交來(lái)源的理解秘蛔，抑制和解析這些結(jié)構(gòu)的機(jī)制，這些結(jié)構(gòu)對(duì)DNA修復(fù)和基因組穩(wěn)定性的影響傍衡，以及治療病理性R-環(huán)的方法深员。

在復(fù)制過(guò)程中，新生RNA與RNA聚合酶活性部位內(nèi)的DNA模板發(fā)生非常短暫的退火蛙埂，產(chǎn)生短暫的RNA-DNA雜交倦畅，可以通過(guò)一個(gè)專(zhuān)用通道釋放新生RNA來(lái)解決。當(dāng)新生的RNA短暫地重新退火回到RNA聚合酶后面的模板上時(shí)绣的，就會(huì)形成R環(huán)叠赐。在RNA聚合酶II（Pol II）轉(zhuǎn)錄的基因中，共轉(zhuǎn)錄R環(huán)主要聚集在啟動(dòng)子屡江、轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)（TTS）芭概。啟動(dòng)子上的R-環(huán)參與轉(zhuǎn)錄激活，富含G的“終止子”元件附近的Pol II暫停位點(diǎn)上的R-環(huán)有助于轉(zhuǎn)錄終止和基因抑制染色質(zhì)的形成（圖1a）惩嘉。端粒重復(fù)序列RNA（TERRA）是Pol II從端粒和端粒下游區(qū)域轉(zhuǎn)錄的一種長(zhǎng)非編碼RNA（lncRNA）罢洲。TERRA含有UUAGG重復(fù)序列，可以與富含C的端粒DNA鏈雜交文黎。在人類(lèi)細(xì)胞中奏路，TERRA與端粒相關(guān)，與許多端粒結(jié)合蛋白和染色質(zhì)調(diào)節(jié)劑相互作用臊诊，對(duì)端粒的維持很重要。在人類(lèi)細(xì)胞的端粒上檢測(cè)到TERRA生成的R-環(huán)（圖1b）斜脂。最近的一項(xiàng)研究表明抓艳，由UUAGG重復(fù)序列組成的RNA足以通過(guò)RAD51重組酶介導(dǎo)的機(jī)制形成反式端粒R環(huán)，并且端粒R環(huán)的形成增加了端粒的脆弱性帚戳。因此玷或，端粒R環(huán)允許TERRA與端粒結(jié)合并維持端粒儡首，但它們也會(huì)產(chǎn)生基因組不穩(wěn)定性。TERRA和端粒R環(huán)的適當(dāng)調(diào)節(jié)可能對(duì)端粒的正常功能很重要偏友。與端粒類(lèi)似蔬胯，著絲粒也由Pol II轉(zhuǎn)錄。組蛋白H3樣著絲粒蛋白A（CENPA）和著絲粒蛋白C（CENPC）與著絲粒的結(jié)合需要著絲粒RNA位他，使這些RNA成為著絲粒的重要結(jié)構(gòu)成分氛濒。著絲粒R環(huán)很容易在有絲分裂染色體中檢測(cè)到。絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶ATR在有絲分裂期間以R-環(huán)依賴(lài)的方式被招募到著絲粒（圖1b）鹅髓。然而舞竿，盡管著絲粒R環(huán)對(duì)著絲粒組裝和功能很重要，但它們也是復(fù)制壓力的來(lái)源窿冯。因此骗奖，著絲粒R-環(huán)對(duì)著絲粒既有積極的影響，也有消極的影響醒串。

復(fù)制相關(guān)RNA-DNA雜交最顯著的來(lái)源是滯后鏈復(fù)制执桌，在此過(guò)程中，DNA聚合酶-α（Polα）-引物復(fù)合物每200個(gè)核苷酸合成一個(gè)8-10個(gè)核苷酸長(zhǎng)的RNA引物（圖2a）芜赌。在DNA復(fù)制過(guò)程中經(jīng)常產(chǎn)生的另一種形式的RNA-DNA雜交是錯(cuò)誤結(jié)合的核糖核苷酸仰挣。細(xì)胞中高濃度的核糖核苷酸會(huì)導(dǎo)致它們通過(guò)復(fù)制DNA聚合酶錯(cuò)誤融合，其速率估計(jì)為每7.6kb一次较鼓，相當(dāng)于每個(gè)細(xì)胞分裂100萬(wàn)個(gè)位點(diǎn)椎木。錯(cuò)誤整合的核糖核苷酸被認(rèn)為是最常見(jiàn)的基因組病變，需要核糖核苷酸切除修復(fù)（RER）才能去除（圖2a）博烂。在人類(lèi)細(xì)胞中香椎，在DNA雙鏈斷裂（DSB）位點(diǎn)檢測(cè)到RNA-DNA雜交。這些雜交是通過(guò)DNA雜交在雙歧桿菌的單鏈DNA上形成的禽篱，或者是通過(guò)RNA侵入雙鏈DNA形成的畜伐。DNA損傷誘導(dǎo)的lncRNAs（dilncRNAs）也在DSB上形成雜交。dilncRNAs的合成與通過(guò)MRE11–RAD50–NBS1（MRN）復(fù)合物招募到DSB的Pol II有關(guān)（圖2b）躺率。Pol III也有助于DSBs的RNA合成玛界。這些發(fā)現(xiàn)表明，DSB的從頭RNA合成促進(jìn)了RNA-DNA雜交的形成悼吱。然而慎框，在特定位點(diǎn)誘導(dǎo)DSB后，RNA-DNA雜交的全基因組圖譜顯示后添，雜交水平的增加主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域笨枯，這表明預(yù)先存在的RNA轉(zhuǎn)錄物在損傷誘導(dǎo)的RNA-DNA雜交的形成中起主要作用（圖2b）。一直以來(lái)，當(dāng)活性氧（ROS）在特定染色體位點(diǎn)誘導(dǎo)DSB和單鏈斷裂（SSB）時(shí)馅精，雜種只在存在局部轉(zhuǎn)錄的情況下被檢測(cè)到严嗜。有人提出，DSB和SSB暫停Pol II會(huì)導(dǎo)致R環(huán)的形成洲敢。DSB和SSB如何暫停Pol II尚不清楚漫玄。在活性基因的R-環(huán)中暴露單鏈DNA也可能允許從頭合成RNA，從而有助于在DNA損傷位點(diǎn)形成RNA-DNA雜交压彭。

R環(huán)和復(fù)制叉之間的碰撞是細(xì)菌睦优、酵母和人類(lèi)細(xì)胞中DNA損傷的一個(gè)來(lái)源（圖3a）。研究表明哮塞，R-環(huán)激活A(yù)TR需要復(fù)制叉逆轉(zhuǎn)和結(jié)構(gòu)特異性?xún)?nèi)切酶MUS81刨秆，這表明復(fù)制叉在遇到R-環(huán)時(shí)被迫進(jìn)行逆轉(zhuǎn)和MUS81介導(dǎo)的加工。在具有高水平R-環(huán)的細(xì)胞中忆畅，ATR抑制導(dǎo)致MUS81依賴(lài)性DNA損傷增加衡未，這表明R-環(huán)誘導(dǎo)的DNA損傷是由停滯的分叉、R-環(huán)或兩者的MUS81裂解引起的家凯。R-環(huán)可能通過(guò)多種機(jī)制干擾復(fù)制分叉進(jìn)程缓醋。R-環(huán)中的RNA–DNA雜交和暫停的Pol II或R-環(huán)誘導(dǎo)的正超螺旋可能干擾復(fù)制叉的進(jìn)展并導(dǎo)致復(fù)制叉崩潰。拓?fù)洚悩?gòu)酶1（TOP1）可以放松DNA的超螺旋绊诲，抑制TTS處的DNA損傷送粱，在TTS處會(huì)發(fā)生正面碰撞（圖3b）。在容易發(fā)生正面碰撞的TTS上掂之，R環(huán)誘導(dǎo)組蛋白H3 Lys9的基因抑制性甲基化和染色質(zhì)蛋白1（HP1）的募集（圖3c）抗俄。R-環(huán)還與高水平的磷酸化組蛋白H3 Ser10以及著絲粒和著絲粒周?chē)鷧^(qū)域（圖3c）的染色質(zhì)緊密相關(guān)，這些區(qū)域容易受到復(fù)制應(yīng)激世舰。R環(huán)中移位的單鏈DNA是DNA修飾酶的潛在底物动雹。在B細(xì)胞免疫球蛋白重組過(guò)程中，激活誘導(dǎo)的胞苷脫氨酶（AID）將開(kāi)關(guān)區(qū)R環(huán)暴露的單鏈DNA中的胞嘧啶轉(zhuǎn)化為尿嘧啶跟压。AID產(chǎn)生的尿嘧啶被尿嘧啶DNA糖基化酶處理成脫落位點(diǎn)胰蝠，這直接阻止DNA聚合酶，并通過(guò)堿基切除修復(fù)產(chǎn)生SSB震蒋，在復(fù)制過(guò)程中轉(zhuǎn)化為DSB（圖3d）茸塞。除AID外，其他胞苷脫氨酶查剖，如APOBEC3A和APOBEC3B钾虐，也可能攻擊R環(huán)中的單鏈DNA，并產(chǎn)生堿性位點(diǎn)和DNA斷裂笋庄。

抑制共轉(zhuǎn)錄R-環(huán)對(duì)于防止R-環(huán)和復(fù)制叉的碰撞非常重要效扫。例如效览，TOP1解決了TTS上與R-環(huán)相關(guān)的DNA超螺旋，以抑制復(fù)制叉和R-環(huán)正面碰撞導(dǎo)致的DNA損傷荡短。許多DNA修復(fù)蛋白參與復(fù)制叉與R環(huán)碰撞的反應(yīng)。解旋酶FANCM在體外解開(kāi)端粒RNA–DNA雜交哆键，并在端粒交替延長(zhǎng)（ALT）期間抑制復(fù)制應(yīng)激掘托。BLM還能在體外解開(kāi)RNA-DNA雜交，抑制細(xì)胞中的R環(huán)籍嘹。BRCA1闪盔、FANCM和BLM協(xié)同解決ALT端粒上R-環(huán)誘導(dǎo)的復(fù)制應(yīng)激。DDX19在DNA損傷后以ATR依賴(lài)的方式進(jìn)入細(xì)胞核辱士，以去除R環(huán)（圖4b）泪掀。結(jié)構(gòu)特異性核酸酶，如MUS81和MRE11颂碘，也參與R-環(huán)的抑制异赫，可能是通過(guò)切割R-環(huán)和復(fù)制叉碰撞誘導(dǎo)的DNA結(jié)構(gòu)。一些參與DNA損傷反應(yīng)的蛋白質(zhì)头岔，如絲氨酸蛋白激酶ATM（ATM）塔拳、ATR、CHK1和CHK2峡竣，抑制R-環(huán)靠抑。這些檢查點(diǎn)蛋白被認(rèn)為對(duì)防止復(fù)制叉與R-環(huán)的碰撞或修復(fù)折疊叉很重要。MUS81在R-環(huán)處處理反向分叉激活A(yù)TR61适掰，允許Pol II通過(guò)停滯的分叉颂碧，并最終通過(guò)RAD52的鏈退火和LIG4的缺口連接促進(jìn)分叉重新啟動(dòng)（圖4c）。這樣的過(guò)程讓人想起但不同于斷裂誘導(dǎo)復(fù)制（BIR）类浪。有證據(jù)表明载城，復(fù)制叉可以繞過(guò)R環(huán)，或者通過(guò)復(fù)制螺旋酶的RNA-DNA雜交展開(kāi)戚宦，或者通過(guò)在R環(huán)下游重新復(fù)制（圖4b）个曙。如上所述，復(fù)制叉和R-環(huán)的共定向碰撞降低了R-環(huán)水平受楼，可能是因?yàn)榻庑窶CM（CMG復(fù)合物的一部分）可以解開(kāi)前導(dǎo)鏈上的RNA-DNA雜交垦搬。幾種染色質(zhì)修飾劑，包括多梳抑制復(fù)合物1（PRC1）艳汽、組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶KAT8和組蛋白脫乙鹾锓。基酶（HDAC）SIN3A復(fù)合物，都與抑制R-環(huán)有關(guān)（圖4）河狐。由于PRC1和SIN3A作為轉(zhuǎn)錄抑制物發(fā)揮作用米绕，在缺乏它們的情況下瑟捣，R-環(huán)的積累可能直接由轉(zhuǎn)錄增加引起。然而栅干，SIN3A也通過(guò)與THO復(fù)合物亞單位THOC1的物理相互作用抑制R-環(huán)的積累迈套。含有蛋白質(zhì)2（BRD2）和BRD4的乙酰賴(lài)氨酸受體通過(guò)阻止Pol II暫停（BRD4）或通過(guò)招募TOP1（BRD2）抑制R-環(huán)的形成。這些因素中的大多數(shù)在DNA復(fù)制和DNA損傷反應(yīng)中起著已知的作用（圖4a碱鳞，b）桑李，在與復(fù)制叉發(fā)生碰撞時(shí)促進(jìn)R環(huán)處理。由于引用的研究是在循環(huán)細(xì)胞中進(jìn)行的窿给，目前尚不確定上述因子在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中在多大程度上也直接和特異性地抑制R-環(huán)有關(guān)贵白。這個(gè)問(wèn)題可以用G1期細(xì)胞或非循環(huán)細(xì)胞進(jìn)一步研究。

已經(jīng)提出了幾種類(lèi)型的RNA-DNA雜交體來(lái)招募DNA修復(fù)蛋白到DSB中崩泡。DSB誘導(dǎo)的小RNA（diRNAs）和DNA損傷反應(yīng)小RNA是由DSB產(chǎn)生的非編碼小RNA禁荒。diRNA與Argonate 2和RAD51形成復(fù)合物，可能通過(guò)diRNA與DNA雜交角撞，促進(jìn)RAD51定位于DSB（圖5a）呛伴。DNA損傷反應(yīng)小RNA來(lái)源于雙鏈RNA，雙鏈RNA在DSB轉(zhuǎn)錄靴寂。DiLncRNA在DSB處形成RNA–DNA雜交磷蜀，從而促進(jìn)HR蛋白BRCA1、BRCA2和RAD51的招募（圖5a）百炬。BRCA1與RNA-DNA雜交結(jié)合褐隆，核糖核酸酶H處理減少了S期和G2期細(xì)胞中的BRCA1病灶，表明BRCA1可能是R環(huán)的傳感器剖踊。當(dāng)ROS在特定的染色體位點(diǎn)被局部誘導(dǎo)時(shí)庶弃，R-環(huán)以轉(zhuǎn)錄依賴(lài)的方式產(chǎn)生，這表明RNA轉(zhuǎn)錄本在DNA損傷位點(diǎn)與DNA雜交（圖5a）德澈。DNA末端切除對(duì)于DNA修復(fù)途徑的選擇非常重要歇攻。DSB上的R環(huán)和RNA-DNA雜交是否以及如何影響DNA末端的切除仍有爭(zhēng)議。在酵母中梆造，RNaseH1的過(guò)度表達(dá)會(huì)破壞DSB處的RNA-DNA雜交缴守，并誘導(dǎo)過(guò)度切除，這表明雜交會(huì)限制切除镇辉。然而屡穗，在人類(lèi)細(xì)胞中，以雜交依賴(lài)方式定位于DSB的RAD52招募XPG來(lái)切割R環(huán)并促進(jìn)單鏈DNA的形成（圖5b）忽肛。Pol III在DSB處產(chǎn)生RNA-DNA雜交村砂，Pol III的缺失也會(huì)減少切除（圖5b）。在酵母中屹逛，當(dāng)RNaseH和逆轉(zhuǎn)錄酶活性缺失時(shí)础废，RNA轉(zhuǎn)錄本可以作為DSB修復(fù)的模板汛骂。DNA模板修復(fù)DSB需要Rad52，它可以促進(jìn)RNA-DNA雜交的形成以及同源單鏈RNA和單鏈DNA之間的鏈交換评腺。假設(shè)RNA轉(zhuǎn)錄本與DSB上的3′突出部分雜交帘瞭，從而允許RNA模板DNA合成（圖5c）。此外蒿讥，RNA轉(zhuǎn)錄本可能起到將DNA兩端連接在一起的分子橋梁的作用图张。在RAD52存在的情況下，可以與DSB兩側(cè)的單鏈DNA進(jìn)行退火的RNA寡聚體能夠在體外連接DNA末端诈悍。RNA是否能在細(xì)胞內(nèi)修復(fù)DSB期間起到橋梁作用，以及這種機(jī)制在體內(nèi)的重要性尚不清楚兽埃。

許多致癌事件可增加R-環(huán)水平和相關(guān)的基因組不穩(wěn)定性侥钳。激活的癌基因和細(xì)菌致癌物可增加R-環(huán)的形成，從而提高復(fù)制壓力和基因組不穩(wěn)定性（圖6a）柄错。在編碼剪接因子SRSF2和U2小核RNA輔助因子1（U2AF1舷夺；也稱(chēng)為U2AF35）的基因中，發(fā)現(xiàn)了在骨髓增生異常綜合征（MDS）中普遍存在的疑似致癌突變售貌，可能通過(guò)增加Pol II暫透或其他機(jī)制，誘發(fā)R環(huán)和復(fù)制應(yīng)激（圖6b）颂跨。癌基因MYCN和MDM2分別與BRCA1或染色質(zhì)修飾劑PRC1協(xié)同作用敢伸，抑制R-環(huán)的形成。MYCN和MDM2的R-環(huán)抑制效應(yīng)可能使癌細(xì)胞能夠耐受高水平的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制應(yīng)激恒削。MYCN和其他癌基因（如HRA-V12）之間的差異可以通過(guò)時(shí)間來(lái)解釋?zhuān)驗(yàn)镸YCN在癌基因誘導(dǎo)后的最初幾個(gè)小時(shí)內(nèi)抑制R-環(huán)池颈，而HRA-V12誘導(dǎo)的R-環(huán)在誘導(dǎo)3天后被檢測(cè)到。參與修復(fù)復(fù)制相關(guān)DNA損傷的因子钓丰，如FANCM躯砰、MRN復(fù)合物、BRCA1和BRCA2携丁，以及激活細(xì)胞周期檢查點(diǎn)所需的因子琢歇，如ATM，起到腫瘤抑制作用梦鉴。這些蛋白質(zhì)的R-環(huán)抑制功能對(duì)于防止R-環(huán)和復(fù)制之間的沖突非常重要李茫，從而限制增殖細(xì)胞中促進(jìn)癌癥的基因組不穩(wěn)定性（圖6b）。TERRA和端粒R環(huán)的調(diào)節(jié)在一部分人類(lèi)癌癥中發(fā)生了改變尚揣。TERRA通常在利用ALT途徑延長(zhǎng)端粒的癌細(xì)胞中上調(diào)涌矢。ATRX是一種作用于亞末端的染色質(zhì)重塑劑，在ALT陽(yáng)性癌癥中經(jīng)常發(fā)生突變快骗，ATRX的缺失增加了TERRA水平（圖6c）娜庇。解旋酶FANCM具有解開(kāi)端粒R環(huán)的能力塔次，并且它將ALT陽(yáng)性癌細(xì)胞中的ALT活性限制在可耐受的水平（圖6d）。BRCA1直接結(jié)合TERRA并抑制端粒R環(huán)和DNA損傷（圖6d）名秀。

MDS和急性髓系白血病中常見(jiàn)的幾種剪接因子突變励负，如U2AF1-S34F和SRSF2-P95H，被證明會(huì)增加細(xì)胞中的R環(huán)匕得。這些剪接體突變體以R-環(huán)依賴(lài)的方式誘導(dǎo)ATR反應(yīng)继榆。此外，在表達(dá)剪接體突變體的細(xì)胞中抑制ATR會(huì)增加R-環(huán)依賴(lài)性DNA損傷汁掠，這表明ATR保護(hù)細(xì)胞免受異常R-環(huán)的損傷略吨。因此，抑制ATR是利用癌細(xì)胞R環(huán)相關(guān)脆弱性的一種有吸引力的策略（圖7a）考阱。MDS中發(fā)現(xiàn)的剪接因子突變影響許多基因的選擇性剪接翠忠。RNA剪接抑制劑通過(guò)加劇剪接缺陷來(lái)殺死MDS細(xì)胞。在表達(dá)U2AF1-S34F的細(xì)胞中乞榨，剪接抑制劑也能增加R環(huán)并刺激ATR反應(yīng)（圖7b）秽之。因此，剪接抑制劑增加了表達(dá)U2AF1-S34F的細(xì)胞對(duì)心房顫動(dòng)的敏感性吃既。因此考榨，心房顫動(dòng)和增加R-環(huán)水平的藥物聯(lián)合治療MDS可能是有效的。如上所述鹦倚，EWS–FLI表達(dá)增加Pol II延伸和R-環(huán)形成河质，并激活A(yù)TR途徑。由于ATR對(duì)HR和R-環(huán)反應(yīng)都至關(guān)重要震叙，并且PARP抑制劑選擇性地殺死HR缺陷細(xì)胞愤诱，肉瘤細(xì)胞的HR缺陷使其對(duì)ATR和PARP抑制劑敏感（圖7c）。當(dāng)R-環(huán)在具有高GC的序列中形成時(shí)捐友，移位的富含G的單鏈DNA可以產(chǎn)生G4s淫半。G4配體穩(wěn)定G4s使R環(huán)更持久，從而增強(qiáng)其對(duì)基因組穩(wěn)定性的影響匣砖。此外科吭，G4s本身可以干擾DNA復(fù)制并導(dǎo)致DNA損傷。在BRCA2缺陷細(xì)胞中猴鲫，G4配體以R-環(huán)依賴(lài)的方式誘導(dǎo)DNA損傷（圖7d）对人。G4穩(wěn)定配體還干擾轉(zhuǎn)錄區(qū)ROS誘導(dǎo)損傷部位R環(huán)的解析，從而影響DSB修復(fù)拂共。端粒R環(huán)與G4s相關(guān)牺弄，在ALT+癌細(xì)胞中，G4穩(wěn)定配體可增強(qiáng)ALT活性及其相關(guān)的端粒不穩(wěn)定性宜狐。這些發(fā)現(xiàn)表明势告，G4穩(wěn)定藥物可用于開(kāi)發(fā)癌細(xì)胞中與R環(huán)相關(guān)的基因組不穩(wěn)定性蛇捌。

由于新的分析工具和技術(shù)的發(fā)展，對(duì)R-環(huán)和RNA-DNA雜交的來(lái)源咱台、分辨率和影響的理解在過(guò)去幾年中有了很大的擴(kuò)展络拌，這使能夠在整個(gè)基因組中繪制R-環(huán)，識(shí)別R-環(huán)相關(guān)蛋白回溺，并跟蹤R-環(huán)在各種生物環(huán)境中的作用春贸。R-環(huán)對(duì)基因組的影響也是多種多樣的，這取決于R-環(huán)的產(chǎn)生時(shí)間和方式遗遵、R-環(huán)的豐度和穩(wěn)定性萍恕，以及R-環(huán)與哪些蛋白質(zhì)相互作用。雖然已經(jīng)確定了許多R環(huán)的調(diào)節(jié)器车要，但仍然不知道這些調(diào)節(jié)器在細(xì)胞中如何協(xié)同工作雄坪。今后，研究不同類(lèi)型的R-環(huán)和RNA-DNA雜交體是如何產(chǎn)生屯蹦、加工和分解的，以及它們?cè)谔囟ǖ娜旧w绳姨、細(xì)胞和組織環(huán)境中如何發(fā)揮作用登澜，將是至關(guān)重要的。這項(xiàng)工作應(yīng)該包括更詳細(xì)地研究細(xì)胞中R-環(huán)介導(dǎo)的基因組不穩(wěn)定性飘庄，以及DNA復(fù)制對(duì)R-環(huán)介導(dǎo)的基因組不穩(wěn)定性的相對(duì)貢獻(xiàn)脑蠕。建立臨床有用的檢測(cè)方法，以測(cè)量患者體內(nèi)R-環(huán)的積累跪削，了解R-環(huán)和相關(guān)的基因組不穩(wěn)定性如何促進(jìn)發(fā)病機(jī)制谴仙，并開(kāi)發(fā)新的策略來(lái)緩解或利用治療中的R-環(huán)相關(guān)缺陷是至關(guān)重要的。

教授介紹

Lee?Zou教授就職于哈佛醫(yī)學(xué)院碾盐。癌癥是一種復(fù)雜的疾病宪萄，由基因組中的遺傳和表觀遺傳改變驅(qū)動(dòng)代兵。為了防止這些有害的改變，細(xì)胞進(jìn)化出了一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為DNA損傷檢查點(diǎn)抹估，用來(lái)檢測(cè)基因組中的問(wèn)題并發(fā)出信號(hào)。在癌癥發(fā)展過(guò)程中滞时，癌基因的激活和抑癌基因的丟失導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定狗热，使癌細(xì)胞越來(lái)越依賴(lài)于特定的DNA修復(fù)和檢查點(diǎn)信號(hào)蛋白生存。Lee?Zou教授實(shí)驗(yàn)室特別感興趣的是了解檢查點(diǎn)如何檢測(cè)DNA損傷和基因組不穩(wěn)定性阐滩，以及檢查點(diǎn)如何成為癌癥治療的靶點(diǎn)二打。目前的研究主要集中于ATR和ATM的激活，這是兩個(gè)主要檢查點(diǎn)通路的主要傳感器激酶掂榔。此外继效，正在開(kāi)發(fā)新的策略症杏，在靶向癌癥治療中利用不同癌細(xì)胞的基因組不穩(wěn)定性和檢查點(diǎn)成癮性。其它的研究領(lǐng)域還包括：感知DNA損傷莲趣、復(fù)制鸳慈、壓力和轉(zhuǎn)錄問(wèn)題；RNA喧伞、DNA修復(fù)和基因組完整性走芋；癌癥基因組學(xué)、腫瘤進(jìn)化和靶向癌癥治療潘鲫。

參考文獻(xiàn)

Petermann E, Lan L, Zou L. Sources, resolution and physiological relevanceof R-loops and RNA-DNA hybrids. Nat Rev Mol Cell Biol.2022;10.1038/s41580-022-00474-x. doi:10.1038/s41580-022-00474-x