Rループ

スプライシングによってイントロンが除去されたmRNAとDNAとの間でのRループの形成。

Rループの形成は1976年に最初に記載された[1]。タンパク質をコードするアデノウイルスの遺伝子のDNAには成熟したmRNAには存在しない配列が含まれていることが、リチャード・ロバーツとフィリップ・シャープの研究室によってそれぞれ独立に示された[2][3]。ロバーツとシャープはこのイントロンの発見によって、1993年にノーベル生理学・医学賞を受賞した。彼らによるアデノウイルスでの発見の後、イントロンはオボアルブミン（O'Malleyの研究室によって最初に発見され、その後他のグループによっても確認された）[4][5]など真核生物の多数の遺伝子やテトラヒメナTetrahymena thermophilaの染色体外DNAのrRNA遺伝子[6]にも発見された。

1980年代半ばにはRループ構造に特異的に結合する抗体が開発され、免疫蛍光染色研究や、DRIP-seqによるRループ形成のゲノムワイドな特徴づけが可能となった[7]。

Rループマッピングは、二本鎖DNA中のエクソンとイントロンを区別するために用いられる実験技術である[8]。こうしたRループは電子顕微鏡によって可視化され、DNAのイントロン領域は非結合状態のループを形成することで明らかにされる[9]。

1980年、RループがDNA複製のプライマーとして働いている可能性が示された[10]。1994年、トポイソメラーゼに変異を有する大腸菌変異体から単離されたプラスミドの分析により、Rループがin vivoでも存在することが示された[11]。この内在性Rループの発見と遺伝子シーケンシング技術の急速な進展とによって、2000年代初頭から今日まで続くRループ研究が開花することとなった[12]。

イントロンは遺伝子のコーディング領域とともに転写される遺伝子内のノンコーディング領域であり、その後スプライシングによって一次転写産物から除去される。活発に転写されている領域のDNAは、しばしばDNAの損傷を受けやすいRループを形成する。酵母の高度に発現している遺伝子では、イントロンはRループの形成とDNA損傷を減少させる[22]。ゲノムワイド解析からは、酵母とヒトの双方においてイントロンを含む遺伝子は同様に発現するイントロンを持たない遺伝子と比較してRループのレベルの低下とDNA損傷の減少がみられる[22]。Rループを形成しやすい遺伝子内にイントロンを挿入することで、Rループの形成と組換えを抑制することも可能である。こうしたイントロンの遺伝的安定性の維持機能は、特定の部位、特に高度に発現している遺伝子でイントロンが進化的に維持されていることの説明となると考えられている[22]。

• DRIP-seq
• リボヌクレアーゼH
• クラススイッチ
• DNA複製