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

> **NIH NIH R01** · UNIVERSITY OF CALIFORNIA AT DAVIS · 2020 · $311,720

## Abstract

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.

## Key facts

- **NIH application ID:** 9989141
- **Project number:** 5R01GM134537-02
- **Recipient organization:** UNIVERSITY OF CALIFORNIA AT DAVIS
- **Principal Investigator:** Jacqueline Barlow
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $311,720
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2019-08-05 → 2024-07-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9989141

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9989141, R-loop-induced DNA damage during immunoglobulin class switch recombination (5R01GM134537-02). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9989141. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*