R-loop CUT&Tag系列文章之六：R-loop与基因组稳定性

       接着前五篇有关R-loop CUT&Tag的系列文章，包括R-loop概览、R-loop与表观遗传、R-loop与转录终止、R-loop CUT&Tag 系列文章之四-R-loop CUT&Tag技术原理和技术对比和R-loop CUT&Tag系列文章之五：上海嘉因实操R-loop CUT&Tag数据大解密，本篇文章将介绍R-loop与基因组稳定性的关联性。

       当活跃转录区域形成DNA单链断裂或双链断裂 (double-stranded break, DSB) 时，会触发多种修复途径，使断裂附近的转录下调。这其中包括检查点介导的Pol II移除和暂停，后者还可以增加R-loop的稳定性。此外，损伤位点周围的局部染色质结构会变得更具抑制性，使转录减少。有趣的是，PRC1和PRC2都以R-loop依赖的方式定位于某些启动子，也定位于断裂处并通过H2AK119泛素化诱导转录沉默。

        RNA-DNA杂交体/R-loop在部分断裂位点处积累，特别是在基因转录区域，并积极促进DNA修复。DNA双链断裂处RNA-DNA杂交体/R-loop的产生可能是由基因内的转录停滞。但也可能存在其他机制，例如在DNA损伤位点，在断裂位点的游离3’端从头转录产生损伤诱导的lncRNA或者已存在的转录物重新退火，这些都可能有助于RNA-DNA杂交体/R-loop的积累。RNA-DNA杂交体/R-loop吸引BRCA1，并招募其他修复因子包括BRCA2、PALB2（BRCA2的伴侣和定位子）和XPG。而后通过RNA解旋酶Senataxin、核糖核酸酶H1（RNase H1）、RNase H2或DEAD-box解旋酶1(DDX1)去除杂交体/R-loop，以允许RAD51加载和同源重组的发生。

       TERRA（telomeric repeat-containing RNA）通常在染色体末端形成R-loop，这可能是由于其存在重复的富含G的序列，该序列可能通过在游离的DNA链上形成G4结构来增强R-loop。与大部分R-loop类似，TERRA R-loop也是瞬时的。但当端粒因断裂或者因复制逐渐变短而变得极短时，RNase H酶不再能够有效的定位在端粒处，R-loop则可以稳定存在。在酵母中，短端粒上稳定的R-loop可以促进其与长端粒重组，防止早衰的发生。在短端粒处，TERRA R-loop的累积可以通过RAD51介导的同源依赖性修复促进修复。目前还不确定TERRA是否能在短端粒形成反式R-loop，同时R-loop去除途径尚未确定。

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R-loop与着丝粒功能

       着丝粒基因座转录成着丝粒RNA，同时含有着丝粒R-loops（centromeric R-loops，CEN R-loops），CEN R-loop以依赖细胞周期的方式被调控，这是在酵母和人类之间的保守特征。

        DNA复制后在着丝粒形成CEN R-loop，其游离的ssDNA与复制蛋白A（replication protein A，RPA）结合并招募DNA损伤反应激酶ATR。ATR催化多种磷酸化事件并激活Aurora B，精确促进微管与动粒的附着和染色体分离。

总结

       上述R-loop与基因组稳定性总结如下表：

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上海嘉因生物

中国表观遗传学技术服务领跑者          

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嘉因生物-CUT&Tag介绍

CUT&Tag可以在全基因组范围内定位转录因子的结合位点或者组蛋白修饰发生的位置。CUT&Tag使用ProteinA-Tn5融合蛋白来结合目的蛋白上的抗体，并特异性切割目的蛋白结合的DNA，最终实现靶蛋白结合位点的精准定位。相比于ChIP-seq而言， CUT&Tag 的数据信噪比高、所需细胞数少，测序量小并且实验重复性高。

scCUT&Tag，即单细胞CUT&Tag，可以进一步了解，指定的转录因子或者组蛋白修饰，在细胞群体中每一个细胞中的结合位置。

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嘉因生物-CUT&Tag优势

优势一 2021年7月，国内第1篇由服务商提供CUT&Tag服务的文章发表于Genome Biology。截止至2023年8月，嘉因已累计协助客户发表CUT&Tag文章78篇，总影响因子超过600分，包括Nature Genetics, Signal Transduction and Targeted Therapy, Cell Discovery 等顶尖杂志。    

优势二 嘉因生物8年来，积累了超过300种的成功实验抗体库，向老师们推荐高成功率的转录因子抗体和组蛋白修饰抗体。CUT&Tag项目进行高标准交付（人的经典DNA结合蛋白，MACS2 Q-value= 0.05下至少500个peak）。    

优势三 延续嘉因生物5年来的ATAC-seq的丰富提核经验，针对各种组织器官类型的CUT&Tag项目的提核更得心应手。嘉因已完成1500+例CUT&Tag实验，涉及到的物种和组织器官组合200+。    

优势四 生信分析售后团队可以完成各类CUT&Tag定制化分析。

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嘉因生物-CUT&Tag客户文章（节选）

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嘉因生物-CUT&Tag热点追踪与往期回顾

组蛋白乳酸化研究切入点（上）——乳酸化水平检测方法及指标

组蛋白乳酸化研究切入点（中）——乳酸自身的检测方法及指标

组蛋白乳酸化研究切入点（下）-乳酸代谢异常指标的检测方法

Nature Genetics │IF 41.037│嘉因生物CUT&Tag和ATACseq助力核酸甲基化转录调控研究

关于motif和findMotifs文件夹的那些事

嘉因生物CUT&Tag/ATACseq/MeRIPseq Nature Genetics客户文章|seRNA-m6A影响癌基因

The Plant Cell │嘉因生物ATAC-Seq和CUT&Tag助力植物精细胞命运决定调控机制研究

客户文章速递：IF 8.754 l CUT&Tag助力非酒精性脂肪肝研究

IF 18.187|嘉因生物CUT&Tag和RNAseq助力间充质干细胞治疗心肌梗死研究

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嘉因生物-技术贴小合集

嘉因客户文章

CUT&Tag专题

ATAC-seq和scATAC-seq专题

Circle-seq（环状DNA）专题

华大C4单细胞RNA-seq

华大空间转录组

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