RNA转录本通过G-loop形成调控G-四链体景观的分子机制

《SCIENCE》：RNA transcripts regulate G-quadruplex landscapes through G-loop formation

G-四链体(G4)是调控转录但威胁基因组稳定的DNA结构。来自日本的研究团队利用Xenopus laevis 卵提取物和哺乳动物细胞模型，揭示RNA通过形成"G-loop"结构动态调控G4景观的机制。该过程涉及ATM/ATR激酶、BRCA2-RAD51介导的RNA同源入侵，以及DHX36-FANCJ解旋G4，最终实现基因组稳定性维持。这项研究为理解转录调控与基因组完整性提供了新视角。

　　

基因组DNA通常以双螺旋结构存在，但也能折叠成G-四链体(G-quadruplex, G4)等特殊构象。这些G4结构虽可调控基因转录，但若失控将危及基因组完整性。研究者通过非洲爪蟾(Xenopus laevis
)卵提取物和哺乳动物细胞模型，发现RNA转录本通过形成特殊"G-loop"结构来全局调控G4动态平衡。

当G4被识别为DNA损伤时，会激活ATM和ATR激酶信号通路。随后在BRCA2和RAD51蛋白介导下，同源RNA链会入侵并与G4链配对，形成三链"G-loop"结构。该结构的解离需要DHX36和FANCJ解旋酶协同作用：先解开G4结构，再通过核酸内切酶切割并重新合成含RNA的DNA链。

实验证明，阻断G-loop解离会导致G4和R-loop大量堆积，引发转录紊乱、复制应激和基因组不稳定。这项研究首次阐明RNA通过G-loop动态组装-解离机制调控G4景观，为维持细胞稳态和生存提供了关键分子框架。