Naukowcy z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN oraz Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej opracowali nową metodę wykrywania hybryd RNA/DNA występujących w pętlach R (R-loops).

Pętle R są kluczowymi strukturami kwasów nukleinowych, które powstają, gdy nowo transkrybowana cząsteczka RNA hybrydyzuje z komplementarną nicią DNA. Powstaje wtedy hybryda RNA/DNA, zaś segment jednoniciowego DNA zostaje wyparty. Pętle R odgrywają istotną rolę w różnych szlakach biologicznych, a ich nieprawidłowe tworzenie może prowadzić do niestabilności genomu, co czyni je ważnym przedmiotem badań. Aby skutecznie badać pętle R, konieczne jest monitorowanie ich tworzenia i mapowanie ich lokalizacji w genomie. Do tej pory wiele metod wykrywania i izolowania pętli R opierało się na przeciwciałach monoklonalnych S9.6, które okazały się jednak niewystarczające.

Współpraca dwóch zespołów badawczych kierowanych przez Romana Szczęsnego (IBB PAN) i Marcina Nowotnego (MIBMiK) zaowocowała opracowaniem specjalnie zaprojektowanego białka wiążącego hybrydy RNA/DNA, które zostało nazwane enDR3 (engineered N-terminal domain of RNase H3). Białko to opiera się na małej domenie N-końcowej, wiążącej hybrydy, pochodzącej z enzymu bakteryjnego RNase H3. Naukowcy stworzyli tandemową wersję tej domeny i wprowadzili celowaną mutację w celu zwiększenia jej powinowactwa i specyficzności wobec hybryd RNA/DNA. Scharakteryzowali biochemicznie stworzone białko i wykazali jego przydatność do specyficznego mapowania hybryd RNA/DNA w całym genomie ludzkim, zarówno w warunkach ex vivo (izolowane kwasy nukleinowe), jak i w kontekście komórkowym.

Ta innowacyjna metoda została szczegółowo opisana w zgłoszeniu patentowym (P.445172) oraz w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nucleic Acids Research.

Genome-wide in vivo and ex vivo mapping of R-loops using engineered N-terminal hybrid-binding domain of RNase H3 (enDR3).  Jedynak-Slyvka M, Kaczmarska Z, Graczyk D, Jurkiewicz A, Figiel M, Borowski LS, Szczesny RJ, Nowotny M. Nucleic Acids Res. 2025.