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circRNA环状RNA功能分析

时间:2017-08-09 07:08来源:原创 作者:Wolf老师 点击:
circRNAs 由于其特有的结构和复杂的功能机制,对其研究起步较晚,但已证实其具有重要的调控作用并在疾病发生中发挥重要作用,成为 RNA 和转录组研究的热点。
环状RNA(circular RNAs,circRNA)是一类具有闭合环状结构的 RNA 分子,早在 20 世纪八十年代即有研究报道,但由于其表达丰度低,文献报道较少,一直被认为是 RNA 转录剪切的罕见错误而被忽视。直到 2012 年开始有研究者开始大批量鉴定 circRNAs,从古生菌、线虫、小鼠和人类细胞鉴定出大量 circRNAs,揭示 circRNA 大量存在于真核转录组中,是细胞基因表达的一个普遍现象,并可能发挥重要的生物学作用。进一步研究表明 circRNAs 在不同物种中高度保守,多数 circRNAs 表达水平与对应的线性 RNA 相当,部分 circRNAs 表达水平可超过线性 RNA 表达量的 10 倍,且其表达具有一定的组织、时序特异性。circRNAs 具有闭合环状结构,不易被核酸外切酶降解,比线性 RNA 更稳定。 已有研究表明 circRNAs 在中脑发育、帕金森、阿尔兹海默病和肿瘤发生中发挥重要作用。
环状RNA
近几年研究证实或推测 circRNAs 的功能主要有:(1)充当 ceRNA 或 miRNA 海绵(miRNA sponge),通过 MRE(microRNA response element, MRE) 竞争性结合 miRNA 调节基因的表达。例如 ciRS-7/CDR1as 和 Sry 可以结合 miRNAs 而不被降解,可能是潜在的 ceRNA 分子。(2)通过碱基互补配对直接调控其他 RNA 表达。例如 CDR1as 能与 CDR1 mRNA 互补配对, 从而增强 CDR1 mRNA 的稳定性;(3)与蛋白质结合,例如CDR1as 能与 AGO 蛋白 (Argonaute) 紧密结合。(4)作为翻译的模板指导蛋白质的合成。(5)与聚合酶 II(RNA polymerase II,Pol II)相互作用以顺式作用调控宿主转录活性。例如 circEIF3J 和 circPAIP2 通过与 U1 snRNP 和 PolⅡ形成复合体,结合到其宿主基因的启动子区域调控其表达。
环状RNA

circRNAs 由于其特有的结构和复杂的功能机制,对其研究起步较晚,但已证实其具有重要的调控作用并在疾病发生中发挥重要作用,成为 RNA 和转录组研究的热点。对circRNAs 的功能和机制研究工具也趋于成熟,circBase 数据库(http://www.circbase.org/)中已收录人的 circRNAs 9 万多个,同时收录小鼠和线虫等物种的 circRNAs。CircularRNA Interactome 数据库(http://circinteractome.nia.nih.gov/index.html
)可用来预测 circRNAs 与 miRNAs 和 RBPs 的结合位点。计算机软件 find_circ(Memczak et al,2013)、CIRCexplorer(Zhang et al,2014) 和 CIRI(Gao et al,2015) 都被用来预测鉴定 circRNAs。多家公司也已推出芯片或测序方案(CircRNA-Seq)用来发现 circRNAs。
环状RNA文献


责任编辑:森莘
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