综述:新生RNA在转录与复制交叉路口的调控作用

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:TRENDS IN Genetics 13.6

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  这篇综述系统阐述了新生RNA(nascent RNA)如何通过修饰、R环(R-loops)形成、染色质调控及蛋白互作等机制,动态调节转录-复制冲突(TRC)的结局,揭示其在基因组稳定性维持中的双重角色(诱发复制应激/协调保护响应),为癌症、衰老等基因组不稳定相关疾病的治疗提供新靶点。

  

Highlights
新生RNA作为关键调控因子,通过多重机制影响转录-复制冲突(TRC)的结局:其形成的R环(R-loops)在特定情境下既是复制障碍又是基因组守护者;共转录RNA加工与修饰动态调控TRC;TRC失调与癌症、衰老及神经/造血/免疫系统疾病密切相关;靶向TRC通路为相关疾病治疗带来新希望。

Abstract
DNA复制与RNA转录的时空竞争对基因组完整性构成严峻挑战。新生RNA通过四种核心机制调控TRC:(1)化学修饰(如m6A)改变转录动力学;(2)形成R环(RNA:DNA hybrids)物理阻碍复制叉前进;(3)招募组蛋白修饰酶(如H3K36me3甲基转移酶)重塑染色质;(4)与TRC响应蛋白(如FANCD2)形成保护性复合物。研究揭示,当转录机器与复制叉相遇时,新生RNA的GC含量、二级结构及poly(A)尾长度均会影响冲突严重程度。

新生RNA的双面性
在负面效应方面,高稳定性R环可导致复制叉停滞甚至断裂,这种现象在脆性X综合征(FMR1基因CGG重复序列)中尤为显著。而积极角色体现在:某些R环结构能招募Rad51促进同源重组修复,且新生RNA上的m6A标记可引导ALYREF蛋白稳定复制叉。这种双重性解释了为何敲除RNA解旋酶(如Senataxin)在不同细胞背景下会引发截然不同的基因组变异模式。

干预策略与治疗前景
目前针对TRC的干预主要聚焦三类靶点:(1)破坏R环的酶(如RNase H1过表达);(2)调控RNA加工因子(如SR蛋白激酶抑制剂);(3)表观遗传调节剂(如BET蛋白抑制剂)。在急性髓系白血病(AML)模型中,联合使用拓扑异构酶抑制剂和R环清除剂显示出协同疗效。未来需开发单分子成像等技术,实现在活细胞中动态观测新生RNA与复制叉的互作。

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