R-loop-induced DNA damage during immunoglobulin class switch recombination

项目摘要/摘要： -- 类B细胞开关和重组基因(CSR)是一个新的遗传过程，在这个过程中，B细胞会切换抗体和同型抗体。 生产是通过位点特异的染色体内DNA重排来实现的，这种重排是通过改变染色体的形成来刺激的。 DNA的双链断裂(DSB)发生在免疫球蛋白重链(IgH)基因座上。 通常通过添加非同源末端加入通道(NHEJ)和替代末端加入通道(ALT-EJ)来修复。 DNA修复通路。在CSR期间，DSB的形成过程受到高度监管，涉及一系列复杂的相互作用的过程。 转录激活、蛋白质募集和染色质重组。对这些因素的理解。 规范DSB的形成和修复机制对淋巴癌的发生有很高的影响。 搁浅的核糖核酸：DNA和杂交链结构是在企业社会责任的过程中迅速形成的。同时，DNA和杂交链的循环也与企业的发展有牵连。 在推动DSB的形成方面，他们在班级切换和重组过程中的主要作用仍未确定。 这意味着有缺陷的小鼠对B细胞环路移除的需求是非常熟练的，无论是B细胞还是细胞。 包含未修复的基因断裂和染色体融合。复发的致癌基因易位。 这些易位可以区分许多人类淋巴系和恶性肿瘤。这些易位可能起源于癌症。 在正常的淋巴细胞发育过程中产生的DNA和双链断裂(DSB)被错误修复。 我们的目标是更好地确定在企业社会责任期间，持续的企业社会责任循环如何阻碍DNA修复工作，以及如何发挥企业社会责任的重要作用。 新陈代谢在抑制基因组和不稳定方面发挥了重要作用。我们假设，持续的DNA循环。 通过在免疫球蛋白重链的末端加入一个非同源末端来阻断高效的DNA修复。 在班级切换和重组的过程中，Locus发生了变化，导致了持续的、未修复的故障中断。这将是对这一点的考验。 假设，我们将继续使用两种新的小鼠模型：一种是SETX基因突变，另一种是缺乏新的Senataxin基因(SETX)。 解旋酶是解开R环路的解旋酶；;和RNaseh2b是有缺陷的核酸酶，特别是核酸酶和H2核酸酶。 我们将从功能上仔细分析这一事件的主要后果。 在ESETX--/--的CSR测试过程中，DNA修复过程中出现了异常的DNA环状结构，并出现了染色体融合。 RNH2 Bf/f，和SETX--/-RNH2 Bf/f细胞(目标1)。目的是进一步定义持续的循环对NHEJ的影响。 我们还将鉴定DNA修复和蛋白质在SETX--/-、RNH2Bf/f和RNH2Bf/f细胞中的募集情况。 (目标2)。我们还将利用高通量技术，进一步识别与遗传易位有关的基因组微基因座。 全基因组DNA易位和测序技术(HTGTS--Seq)，与Feyredoun博士合作完成。 霍莫兹迪亚里。最后，我们还将定义推动人类频繁的染色体融合的主要分子生物学途径。 在SETX--/--RNH2Bf/f细胞周期中观察到的结果(目标3)。我们的研究工作将不会定义持续的RNH-Bf/f环路如何干扰它们。 类基因切换到重组，导致基因断裂未修复，基因和基因将揭开新分子的面纱。 促进染色体融合的机制正在研究中，调节染色体再生循环和新陈代谢的酶也将出现。 为我们开发新的癌症治疗方法提供了一个非常有吸引力的靶点。

Project Summary/Abstract    Class switch recombination (CSR) is a genetic process where a B cell switches antibody isotype  production through site-­specific intra-­chromosomal DNA rearrangement stimulated by the formation  of DNA double-­strand breaks (DSBs) at the immunoglobulin heavy chain (IgH) locus. DSBs are  normally repaired by the non-­homologous end-­joining (NHEJ) and alternative-­end joining (alt-­EJ)  DNA repair pathways. During CSR, DSB formation is highly regulated involving a complex interplay of  transcriptional activation, protein recruitment and chromatin reorganization. Understanding the factors  regulating DSB formation and repair has a high impact on lymphomagenesis. R loops are three  stranded RNA:DNA hybrid structures formed at IgH during CSR. While R loops are implicated in  promoting DSB formation at IgH, their role in class switch recombination remains undefined. We find  that mice defective for R loop removal are proficient at class switch recombination, however B cells  contain unrepaired breaks and chromosome fusions at IgH. Recurrent oncogenic translocations  involving IgH distinguish many human lymphoid malignancies. These translocations originate from  mis-­repaired DNA double stand breaks (DSBs) generated during normal lymphocyte development.  Our goal is to determine how persistent R loops impede DNA repair during CSR, and the role R loop  metabolism plays in suppressing genome instability at IgH. We hypothesize that persistent R loops  block efficient DNA repair by non-­homologous end joining at the immunoglobulin heavy chain  locus during class switch recombination, leading to persistent, unrepaired breaks. To test this  hypothesis, two mouse models will be employed: the SETX mutant lacks the Senataxin (SETX)  helicase that unwinds R loops;; and Rnaseh2b is defective for the RNase H2 nuclease that specifically  digests the RNA component of R loops (RNH2B). We will functionally dissect the consequences of  aberrant R loop formation on DNA repair and chromosome fusions arising during CSR in SETX-­/-­,  RNH2Bf/f, and SETX-­/-­ RNH2Bf/f cells (Aim 1). To define the impact persistent R loops have on NHEJ,  we will characterize DNA repair protein recruitment in SETX-­/-­, RNH2Bf/f, and SETX-­/-­ RNH2Bf/f cells  (Aim 2). We will also identify genomic loci involved in IgH translocations using high-­throughput  genome-­wide translocation sequencing (HTGTS-­Seq), in collaboration with Dr. Feyredoun  Hormozdiari. Finally, we will define the molecular pathways driving the frequent chromosome fusions  observed in SETX-­/-­ RNH2Bf/f cells (Aim 3). Our work will define how persistent R loops interfere with  class switch recombination, leading to unrepaired breaks, and will uncover the molecular  mechanisms promoting chromosome fusions at IgH. Enzymes regulating R loop metabolism will also  provide an attractive target for developing novel cancer treatment.