环状RNA的研究进展目录1234CircRNA的发现CircRNA的形成CircRNA的特性参考文献1CircRNA的发现MeetourteamCircRNA的发现早在1976年circRNA就在植物类病毒中被发现，当时人们认为它是一种错误剪接形成的产物而没有被重视，之后30年的时间里，只有少量的报道描述了哺乳动物中存在环状的mRNA转录本。直到2012年Salzman等用高通量测序的方法发现数百个人类基因可以表达circRNA，人们才意识到之前低估了circRNA的数量和广泛性。此后，研究者发现circRNA不仅是一类表达丰富稳定性高、多样并且保守的ncRNA分子，而且它在多种疾病的发生发展中具有重要的作用。2CircRNA的形成exoncircRNAEIciRNAciRNAf-circRNArt-circRNACircRNA的主要类型MeetourteamCircRNA的形成根据基因结构注释信息，环状RNA的来源主要有：(1)仅外显子来源的环状RNA(exoncircRNA)；(2)上下游外显子反向剪接且内含子保留形成的外显子内含子环状RNA(exon-introncircRNA,EIciRNA)；(3)仅内含子来源的环状RNA(circularintronicRNA,ciRNA)；(4)融合基因来源的环状RNA(fusion-circRNA,f-circRNA)；(5)聚合酶Ⅱ(Pol)Ⅱ的转录通读形成的通读环状RNA(read-throughcircRNA,rt-circRNA)。尽管环状RNA的来源不同，但主要是通过头对尾的反向剪接方式产生的，其形成受到顺式和反式作用元件的调控，但对其生物形成机制的研究并不完善。目前报道的驱动环状RNA形成的方式主要有：内含子配对驱动、RNA结合蛋白(RBPs)驱动以及套索驱动环化这3种模型(图2)，除此之外，PolⅡ的转录、剪接体的活性及Poly(A)的延伸等因素也会影响环状RNA的形成。3CircRNA的特性MeetourteamCircRNA的特性CircRNA是内源性RNA分子，在古细菌和动植物等多种物种中被发现。研究发现大于10%的基因可以通过反向剪接等途径产生circRNA，其中部分基因的circRNA在细胞内累积，其数量远远超过该基因对应的线性mRNA。Jeck等研究证实，在人成纤维细胞中超过25000种不同的RNA可产生circRNA。此外，同一个基因通过可变环化(alternativecircularization)可以产生不同circRNA，这使得一个基因来源的circRNA具有多样性，丰富了circRNA的种类。4321MeetourteamCircRNA的特性与线性RNA不同，circRNA是共价闭合环状分子，没有5’~3’的极性或一个腺苷尾巴，所以不能被核酸外切酶降解，因此比线性RNA更稳定。此外，circRNA在不同物种间进化上高度保守。多个研究团队对小鼠和人类circRNA保守性研究显示，两者同源性从不到5%到近30%不等，而猪与小鼠circRNA的同源性从不到15%到近20%不等，小鼠与大鼠circRNA的同源性为23%或更高。4321MeetourteamCircRNA的特性全基因组RNA共转录剪切效率测量结果显示，高表达circRNA的50条基因的转录剪切效率明显低于其他线性转录剪切基因组。为了验证circRNA与线性RNA是否存在转录竞争关系，Ashwal-Fluss等对携带有变异的RNA聚合酶II大亚基的果蝇基因进行了转录剪切效率测量(该变异型可抑制RNA聚合酶II的延长，从而大大增加线性RNA的转录效率)，发现circRNA表达量明显下降，提示两者之间可能存在竞争关系。4321MeetourteamCircRNA的特性目前，人们已经在多种真核生物(包括植物、线虫、果蝇、小鼠和人类等)中发现circRNA的表达，其表达具有细胞和发育的特异性。根据circBase数据库显示，多种组织和细胞系表达circRNA，这些组织包括脑、嗅球、肺、肌肉和睾丸等；细胞系包括A549、HepG2、HeLaS3、K562、MCF-7、HEK293、H9和H1等。研究显示，神经组织比其它组织更富含circRNA，并且circRNA主要定位于神经元突触和树突。对果蝇不同组织和不同发育时期的研究显示大于90%的circRNA位于头部；对人和小鼠的不同组织表达谱分析同样显示circRNA主要在脑组织表达，并且随着大脑的发育，circRNA表达水平逐渐上调。43214参考文献Meetourteam参考文献[1]张蕾,张克明,方文捷,刘晓刚,郑方伟,潘炜华,廖万清.环状RNA在人类疾病中的作用及研究进展[J].菌物学报,2019,38(08):1213-1222.[2]萧志昊,肖瑶,卢晓丹,李文丹.环状RNA:肺癌的潜在生物标志物[J].肿瘤防治研究,2019,46(07):654-657.[3]齐玉涵,刘泽鹏,张伟杰,石平凡,覃塽,邵志华.环状RNA研究进展[J/OL].生理学报,2019(04):1-12[2019-09-15].[4]靳也,郭杰,魏福兰.环状RNA的研究进展[J].口腔医学,2019,39(05):450-454.[5]刘旭庆,高宇帮,赵良真,蔡宇晨,王汇源,苗苗,顾连峰,张航晓.环状RNA的产生、研究方法及功能[J].遗传,2019,41(06):469-485.THANKSFORYOURATTENTION
