R-silmukka on nukleiinihappojen erityinen rakenteellinen konformaatio , joka muodostuu RNA :n hybridisoituessa kaksijuosteisen DNA :n komplementaarisen juosteen kanssa . RNA:DNA-dupleksin muodostuminen johtaa tässä tapauksessa ei-komplementaarisen DNA-juosteen syrjäyttämiseen. silmukan muodostuminen [1] . R-silmukoita muodostuu usein transkription aikana , erityisesti promoottorialueilla , kun vasta syntetisoitu transkripti hybridisoituu DNA-templaattijuosteen kanssa [2] . Joidenkin arvioiden mukaan R-silmukat voivat miehittää jopa 5 % nisäkkäiden genomista . R-silmukat vaikuttavat genomin stabiilisuuteenja hyvin tunnetut toiminnot, jotka liittyvät geenin säätelyyn , DNA : n replikaatioon , kromatiinikuviointiin , immunoglobuliinigeenien rekombinaatioon ja DNA:n kaksoisjuosteen katkeamisen korjaamiseen [3] [4] .
R - silmukat tunnistettiin ensimmäisen kerran in vitro elektronimikroskopialla vuonna 1976 [5] . In vitro -koe osoitti stabiilien hybridirakenteiden muodostumista RNA:sta kaksijuosteisen DNA:n kanssa; näiden rakenteiden hajottaminen RNaasien toimesta vaadittiin näiden rakenteiden tuhoamiseksi. In vitro -hybridisaatiokokeet vaativat kuitenkin 70 % formamidia, ja siksi havaittujen rakenteiden ei ole osoitettu esiintyvän luonnossa. Sitten esitettiin, että R-silmukoiden avulla voidaan kartoittaa ja tunnistaa DNA-sekvenssejä. Kaksi vuosikymmentä myöhemmin samanlaisia RNA:DNA-hybridirakenteita tunnistettiin in vivo. Tässä tutkimuksessa Escherichia colissa tehty mutanttianalyysi identifioi DNA-gyraasi B -alayksikön ja osoitti, että endoribonukleaasi H:n ( RNaasi H ) ja topoisomeraasi I :n yli-ilmentyminen tasapainoisen R-silmukan muodostumisen avainentsyymeinä vähentää R-silmukan kertymisen aiheuttamia kasvuvirheitä. Tämän löydön jälkeen R-silmukoiden biologista roolia suhteessa geenin transkriptioon / sääntelyyn , luokanvaihtorekombinaatioon (CSR)/vasta-aineluokan monipuolistamiseen ja DNA:n/genomin korjausstabiiliuteen on käsitelty useissa kattavissa tutkimuksissa [6] .
Tutkimuksissa analysoitiin laajamittaisia aineistoja fuusiosilmukkaan liittyvistä proteiineista ja geenien ilmentymisdataa syövän genomitietokannasta. [3] Tutkijat ehdottavat, että RNA:DNA-fuusioproteiinit ovat olennaisia merkkejä ja kohteita syövän hoidossa. Samoin erilaiset epitranskriptomin säätelyyn liittyvät proteiinit edistävät myös syöpätapahtumien kehittymistä, ja METTL3 (m6 A -kirjoittaja) ja YTHDF2 (m6 A-lukija), joilla on osoitettu olevan rooli R-silmukan biologiassa, on yhdistetty syövän kehittymistä useissa tutkimuksissa. M6A:n rooli R-silmukan biologiassa ja mahdollisessa genomin stabiilisuudessa on hyvin tuore löytö, ja M6a:n mRNA-muunnoksilla on useita toimintoja, mukaan lukien mRNA:n stabiilius, kuljetus ja silmukointi . Siten ei tiedetä, liittyykö modifioitujen M6a-mRNA:iden biologinen rooli yksittäisiin mRNA:ihin tai niiden hybridisaatioon DNA:n kanssa R-silmukkarakenteissa. Syövän lisäksi R-silmukkarakenteet ovat olleet osallisena uudelleenlaajenemishäiriöissä ja lukuisissa neurologisissa sairauksissa. M6A:n dynaaminen metylaatio mRNA:ksi tapahtuu aivoissa, ja mekanismi tämän hallitsemiseksi on välttämätön hienolle hermosäätelylle. Jälleen epitranskriptomiikka on osoittanut, että R-silmukan muodostumiseen ja kertymiseen vaikuttavat proteiinit korreloivat aivojen kehitysvirheiden, hermosolujen esisolujen itsensä uusiutumisen ja hermosolujen kehityksen kanssa hiirissä. Mielenkiintoista on, että YTHDF2:n ehtyminen hiirissä johtaa R-silmukkarakenteiden ja yH2AX-pesäkkeiden kertymiseen sikiön aivokuoreen. R-silmukoiden muodostumista, toimintaa ja erottelua nisäkäsgenomissa on tutkittu laajasti viime vuosikymmeninä, mutta joitakin mielenkiintoisia genomin vakauteen ja sairauteen liittyviä ominaisuuksia on vielä ymmärrettävä [4] [3] [7] [8] [9] .