R-løkke

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 22. juni 2021; checks kræver 3 redigeringer .

R-loop  er en speciel strukturel konformation af nukleinsyrer dannet under hybridisering af RNA med en komplementær streng af dobbeltstrenget DNA , dannelsen af ​​en RNA:DNA dupleks fører i dette tilfælde til forskydning af en ikke-komplementær streng af DNA med dannelsen af ​​en løkke [1] . R-løkker dannes ofte under transkription , især i promotorregionerne , når et nyligt syntetiseret transkript hybridiserer med DNA-templatestrengen [2] . Ifølge nogle skøn kan R-loops optage op til 5% af genomet hos pattedyr . R-loops spiller en rolle i genomstabilitet og velkendte funktioner relateret til genregulering , DNA-replikation, kromatinmønstre , immunoglobulingen - rekombination og DNA - dobbeltstrengsbrudreparation [ 3] [4] .

Historie

R-løkker blev først identificeret in vitro ved hjælp af elektronmikroskopi i 1976 [5] . Et in vitro -eksperiment viste dannelsen af ​​stabile hybridstrukturer af RNA med dobbeltstrenget DNA; nedbrydning af disse strukturer med RNaser var påkrævet for at ødelægge disse strukturer. Imidlertid krævede in vitro hybridiseringseksperimenter brugen af ​​70 % formamid, og derfor er de observerede strukturer ikke blevet bevist at forekomme naturligt. Så blev det foreslået, at det ved hjælp af R-loops er muligt at kortlægge og identificere DNA-sekvenser. To årtier senere blev lignende RNA:DNA-hybridstrukturer identificeret in vivo. I denne undersøgelse identificerede mutantanalyse i Escherichia coli DNA-gyrase B-underenheden og viste, at overekspression af endoribonuklease H ( RNase H ) og topoisomerase I som nøgleenzymer for balanceret R-løkkedannelse reducerer vækstdefekter forårsaget af R-løkkeakkumulering. Siden denne opdagelse er den biologiske rolle af R-løkker i forhold til gentranskription / regulering , klasseskiftende rekombination (CSR)/antistofklassediversifikation og DNA/genom reparationsstabilitet blevet behandlet i et stort antal omfattende undersøgelser [6] .

Nylig forskning

Undersøgelserne analyserede store datasæt af fusion-loop-associerede proteiner og genekspressionsdata fra cancergenomdatabasen. [3] Forskere foreslår, at RNA:DNA-fusionsproteiner er relevante markører og mål for cancerterapi. Tilsvarende bidrager forskellige proteiner forbundet med epitranskriptomregulering også til udviklingen af ​​kræfthændelser, og METTL3 (m6 A writer) og YTHDF2 (m6 A reader), som har vist sig at spille en rolle i R-loop biologi, er blevet forbundet med udviklingen af ​​kræft i flere undersøgelser. Rollen af ​​m6A i R-loop biologi og eventuel genom stabilitet er en meget nylig opdagelse, og mRNA modifikationer af M6a har flere funktioner, herunder mRNA stabilitet, transport og splejsning . Det vides således ikke, om den biologiske rolle af de modificerede M6a mRNA'er er relateret til individuelle mRNA'er eller til deres hybridisering med DNA i R-loop strukturer. Ud over kræft er R-løkkestrukturer også blevet impliceret i re-ekspansionsforstyrrelser og adskillige neurologiske sygdomme. Dynamisk methylering af m6A til mRNA forekommer i hjernen, og en mekanisme til at kontrollere dette er afgørende for fin neuroregulering. Igen har epitranscriptomics vist, at proteiner, der påvirker R-loop dannelse og akkumulering, er korreleret med hjernens udviklingsdefekter, neuronal progenitor celle selvfornyelse og neuronal udvikling hos mus. Interessant nok fører YTHDF2-udtømning i mus til akkumulering af R-loop strukturer og yH2AX foci i fosterets cortex. Dannelsen, funktionen og opløsningen af ​​R-sløjfer i pattedyrsgenomet er blevet grundigt undersøgt i løbet af de sidste årtier, men nogle interessante egenskaber forbundet med genomstabilitet og sygdom mangler at blive forstået [4] [3] [7] [8] [9] .

Noter

  1. Zabudskaya K. R-løkker: et nyt slag af genom-ustabilitet . https://medach.pro/ . Medicinsk kanal (25/10/2019). Hentet 19. juni 2021. Arkiveret fra originalen 13. juni 2021.
  2. Hegazy YA, Fernando CM, Tran EJ Balancehandlingen af ​​R-loop biologi: The good, the bad, and the ugly  //  Journal of Biological Chemistry. - 2020. - Bd. 295 , nr. 4 . — S. 905-913 . - doi : 10.1016/S0021-9258(17)49903-0 .
  3. ↑ 1 2 3 Boros-Ol ah, et al., Druging the R-loop interactome: RNA-DNA hybrid binding proteins as targets for cancertherapy, DNA Repair 84 (2019) 102642
  4. ↑ 1 2 J. Paris, et al., Targeting the RNA m(6)En læser YTHDF2 kompromitterer selektivt kræftstamceller ved akut myeloid leukæmi, Celle Stamcelle 25 (1) (2019) 137-148.e6
  5. Groh M., Gromak N. Ude af balance: R-loops in human disease  //  PLoS Genet. - 2014. - Bd. 10 , nej. 9 . — P.e1004630 . - doi : 10.1371/journal.pgen.1004630 .
  6. Ændringer og interaktioner ved R-løkken  //  DNA-reparation. — 2020-12-01. — Bd. 96 . - S. 102958 . — ISSN 1568-7864 . - doi : 10.1016/j.dnarep.2020.102958 .
  7. Haiyun Xie, Jiangfeng Li, Yufan Ying, Huaqing Yan, Ke Jin. METTL3/YTHDF2 m6A-aksen fremmer tumorgenese ved at nedbryde SETD7 og KLF4 mRNA'er i blærekræft  // Journal of Cellular and Molecular Medicine. - 03-03-2020. - T. 24 , nej. 7 . — S. 4092–4104 . - ISSN 1582-4934 1582-1838, 1582-4934 . - doi : 10.1111/jcmm.15063 .
  8. Shuibin Lin, Junho Choe, Peng Du, Robinson Triboulet, Richard I. Gregory. m 6 A Methyltransferase METTL3 fremmer translation i humane kræftceller  // Molecular Cell. – 2016-05. - T. 62 , no. 3 . — S. 335–345 . — ISSN 1097-2765 . - doi : 10.1016/j.molcel.2016.03.021 .
  9. Patricia Richard, James L. Manley. R Loops and Links to Human Disease  // Journal of Molecular Biology. — 2017-10. - T. 429 , nr. 21 . — S. 3168–3180 . — ISSN 0022-2836 . - doi : 10.1016/j.jmb.2016.08.031 .