国自然方向|与“DNA损伤修复”、“免疫治疗”和“基因表达调控”相关的一个新方向

文摘   2024-12-10 21:30   上海  
上周直播中我们介绍了国自然中探索核心分子机制的4点思考逻辑:

1.基因A表达的时间和空间特征
2.基因A与疾病风险因素的关系
3.基因A的下游作用机制是什么

4.基因A表达差异的原因是什么

最后介绍调控RNA表达异常的原因时列了10几个角度,今天我们就来介绍其中一个R LoopDNARNA异源三聚体结构)

  1. 1.首先我们看一下R loop是什么?

R-loop是指在某些基因转录形成mRNA分子时,新合成的RNA链与模板DNA链互补配对,形成的DNA:RNA杂合双链与非模板DNA链一起构成的特殊三链核酸结构R-loop广泛存在于基因组中,并富集在转录活跃的基因上在哺乳动物基因组上约有5%的区域会形成R-loop,多数集中在转录起始区域和转录终止区域

  1. 2.接下来我们看R loop方向的国自然等项目:

SWI/SNF复合体抑制R-Loop诱导的DNA损伤及对耐药肿瘤靶向治疗的应用

剪接因子SNRPA1通过调节R-loop稳态影响肺腺癌发展进程的机制研究

PCNA/DHX9/R-loop轴增强奥沙利铂诱导胃癌免疫原性细胞死亡的分子机制研究

PRPF31缺乏引起RPER-loop积累导致视网膜色素病变的机制研究

ILF3通过调控端粒R-loop影响端粒维持和细胞衰老的功能和机制研究

表观遗传修饰结构R-loop通过募集PRC2调控小鼠神经干细胞增殖分化的作用及机制研究

RNase H1介导的R-loop清除在卵子成熟和母源-合子过渡过程中的生理功能及病理影响

PI3K/AKT/mTOR信号通路介导DNARNA异源三聚体(R-LOOP促进乳腺癌内分泌治疗耐药的分子机制研究

异常染色质三维结构激活的长非编码RNA RP11-436D23.1通过R-loop调控线粒体稳态在NAFLD发生和发展中的作用与机制

RNA m6A调控R-loop结构稳态作用机制研究

R-loop介导的tRNA基因表达和蛋白质翻译的分子机制研究


  1. 3.R loop哪些细胞和分子过程有关?

1)转录启动/终止过程和基因表达R-loop调控转录的启动和终止过程中起作用,影响RNA聚合酶的活性和转录效率。R-loop调控基因表达中发挥作用,其在转录活跃的基因区域富集。

2DNA复制和细胞周期R-loop的形成和释放与细胞周期的调控和DNA复制过程有关,特别是在S期(合成期),转录和复制共享相同的DNA模板链,导致R-loop的形成。
3)转录-复制冲突(Transcription-replication conflicts, TRCsR-loop的形成与转录和复制机器在DNA模板上的冲突有关,这种冲突可能导致复制叉的停滞和基因组完整性的损害。

4DNA损伤修复和基因组稳定性R-loop的形成可能导致DNA损伤,R-loop的异常积累可能导致基因组不稳定,与神经系统疾病和癌症等疾病的发生发展有关。


最后我们看几篇研究R loop的最新文章

研究主要关注ARID1A在调控R-loop和激活抗肿瘤免疫中的作用,研究发现ARID1A缺失足以诱导抗肿瘤免疫表型,包括增加CD8+ T细胞浸润和细胞毒性活性。具体机制为ARID1A缺失导致R-loop增加和细胞浆单链DNA积累,从而导致干扰素通路相关基因上调,而RNASEH2BTREX1过表达可阻止这一过程,且该抗肿瘤免疫反应依赖于STING依赖的IIFN信号传导

研究主要关注DHX9蛋白在炎症性肠病(IBD)中如何调节肠道干细胞(ISCs)的功能,研究发现DHX9蛋白水平在IBD患者中降低,且DHX9在肠道上皮的条件性敲除小鼠(Dhx9ΔIEC)对实验性结肠炎更敏感。具体机制为DHX9缺失导致异常R-loop积累,引发基因组不稳定性及cGAS-STING介导的炎症反应,这些因素共同损害ISC功能,促进IBD的发病

研究主要关注RNA解旋酶D1PAS1在小鼠粗线期piRNA前体转录和成熟过程中的作用,研究发现D1PAS1对多个基因组位点的粗线期piRNA表达至关重要,并且其缺失导致R-loop在粗线期精原细胞中的积累,引发DNA损伤诱导的细胞凋亡,破坏piRNA生物合成,导致生精阻滞和雄性不育。具体机制为D1PAS1调节粗线期piRNA转录本的延伸和终止,随后与核出口组分形成复合体,确保粗线期piRNA前体从核转移到细胞质中进行处理成小非编码RNA

研究主要关注剪接体因子突变在骨髓恶性肿瘤患者中如何影响PARP抑制剂(PARPi)的敏感性研究发现SRSF2U2AF1突变白血病对PARPi具有偏好性敏感性,但与同源重组修复能力无关。具体机制为:突变白血病细胞中R-loop积累引发PARP1响应,使细胞依赖于PARP1活性以维持生存。PARPi通过R-loop依赖方式诱导DNA损伤和细胞死亡,并且PARPi进一步增加异常R-loop水平,引发更高的转录-复制冲突和ATR激活。最终,通过ATR抑制可以增强PARPi诱导的DNA损伤和细胞死亡


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