R-loop是一類由RNA:DNA雜交鏈和被置換的單鏈DNA組成的三鏈核酸結構。長期以來，R-loop被認為與基因轉(zhuǎn)錄、染色質(zhì)調(diào)控和基因組穩(wěn)定性密切相關，但在增殖細胞中其與轉(zhuǎn)錄的關系受復制叉方向等因素影響而變得復雜；也長期被視為轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物，其直接的轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能難以被清晰解析。哺乳動物卵母細胞為破解這一問題提供了獨特的研究窗口：從生長到成熟階段，卵母細胞完全不進行DNA復制，同時經(jīng)歷從轉(zhuǎn)錄活躍（生長階段）到轉(zhuǎn)錄迅速沉默（成熟階段）的發(fā)育轉(zhuǎn)變。這一天然無復制的體系，為在不受DNA復制干擾的條件下直接研究R-loop與轉(zhuǎn)錄的因果關系奠定了理想基礎。

近日，廣州醫(yī)科大學沙倩倩研究團隊在Nature Communications發(fā)表題為 R-loop Homeostasis at Transposable Elements Safeguards Transcriptional Silencing in Replication-Quiescent Oocytes 的研究論文。該研究建立了適用于低量卵母細胞的高特異性R-loop圖譜技術RTACC-seq，并基于此揭示：R-loop并非轉(zhuǎn)錄副產(chǎn)物；特別是由RNase H1介導的轉(zhuǎn)座子區(qū)域R-loop穩(wěn)態(tài)調(diào)控，在卵母細胞轉(zhuǎn)錄沉默以及女性生育力維持中發(fā)揮著至關重要的作用。

相較于傳統(tǒng)R-loop檢測方法常受限于樣本需求量大、信號特異性不足以及容易降解等問題，RTACC-seq通過原位表達特異識別R-loop 的結構域HBD以穩(wěn)定該結構，隨后裂解細胞，并結合抗體介導的pA/G-Tn5切割富集，從而實現(xiàn)高效、特異、低起始量的R-loop捕獲與建庫，為全基因組分析奠定了關鍵技術基礎（圖1a）。利用該技術，研究團隊系統(tǒng)分析了NGO（轉(zhuǎn)錄開啟）、GO（轉(zhuǎn)錄活躍）和FGO（轉(zhuǎn)錄沉默）三個階段的R-loop分布，發(fā)現(xiàn)R-loop在NGO到GO階段逐漸積累，而在FGO階段幾乎檢測不到，與卵母細胞先轉(zhuǎn)錄激活、后轉(zhuǎn)錄沉默的發(fā)育進程高度吻合。進一步分析意外發(fā)現(xiàn)，除傳統(tǒng)觀點R-loop在啟動子分布并與RNA積累呈輕度負相關；轉(zhuǎn)座元件（TE）特別是LTR上的R-loop反而促進臨近基因表達（圖1b）。這一結果提示，TE相關R-loop可能作為增強子樣調(diào)控元件促進基因表達。

圖1：R-loop與轉(zhuǎn)錄的關系：a 研究團隊建立的高效檢測微量細胞R-loop流程圖；b 啟動子以及TE元件R-loop與轉(zhuǎn)錄的關系；c 卵母細胞中特異性敲除RNaseH1，轉(zhuǎn)錄水平變化。

為進一步驗證R-loop 與轉(zhuǎn)錄的因果關系及其生理意義，團隊選取清除R-loop的關鍵酶RNase H1，構建卵母細胞特異性敲除小鼠。結果顯示， RNase H1缺失后，F(xiàn)GO中R-loop無法被有效清除，尤其積累于遠端TE/LTR區(qū)域。與此同時，小鼠卵母細胞總體mRNA水平在FGO階段出現(xiàn)了異常升高（圖1c）。進一步的ATAC-seq和免疫熒光分析顯示，RNase H1缺失卵母細胞出現(xiàn)染色質(zhì)可及性升高、異染色質(zhì)標志HP1α下降、活性增強子相關標志H3K27ac升高，并伴隨DNA損傷加劇，最終導致卵巢早衰。這些結果證實，RNase H1介導的R-loop清除是關閉TE/LTR鄰近基因轉(zhuǎn)錄活性、建立卵母細胞轉(zhuǎn)錄沉默狀態(tài)的關鍵機制。

圖2：卵母細胞中轉(zhuǎn)座元件R-loop促進鄰近基因轉(zhuǎn)錄

本研究借助卵母細胞天然無DNA復制的獨特體系，在無復制叉干擾的條件下直接確立了R-loop與轉(zhuǎn)錄激活的因果關系，關鍵創(chuàng)新在于發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子LTR區(qū)域的R-loop具備增強子樣功能，而其程序性清除則是建立全局轉(zhuǎn)錄沉默的前提（圖2）。為早發(fā)性卵巢功能不全提供了全新的表觀遺傳致病方向；同時轉(zhuǎn)座子R-loop作為潛在增強子元件激活轉(zhuǎn)錄的機制，也為理解腫瘤等疾病中轉(zhuǎn)座子異常活化及其驅(qū)動的轉(zhuǎn)錄失調(diào)提供了新的理論框架。

廣州醫(yī)科大學原科研助理現(xiàn)香港科技大學（廣州）博士生劉紹源、香港大學博士田心怡、廣州醫(yī)科大學碩士生符紅芬、廣東省第二人民醫(yī)院科研助理周詠為文章的并列第一作者。廣州醫(yī)科大學沙倩倩教授為本文通訊作者。

https://www.nature.com/articles/s41467-026-73781-y

制版人： 十一

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