变废为宝的CircRNA——重塑RNA新世界

环状RNA(Circular RNA,CircRNA) 或称环形RNA,是新近确认的一类特殊的非编码RNA( non-coding RNA,ncRNA)分子。circRNA由于表达的特异性和调控的复杂性,以及在疾病发生中的重要作用越来越受到大家的重视。这里介绍一些circRNA的相关信息,帮助大家更好的理解、挖掘和探索circRNA。

1. CricRNA生物合成

研究表明,circRNAs的形成不同于线性RNA的标准剪切模式,是通过back-splicing方式剪切而来。现有的circRNA形成模型主要有以下几种:

1) Splicesome-Dependent Circularization Path

Back-splicing需要snRNP(小核核糖体蛋白)对pre-mRNA连续组装从而催化环化;

2) Intron-Pairing-Driven Circularization Path

circRNA的形成依赖于一个反向互补的motif促进环化,motif两端分别是GU富集片段和C富集片段;

3) Lariat-Driven Circularization Path

一个索状结构促进circRNA的形成,内含子区的重复ALU侧翼元件与正常的线性RNA剪接存在竞争关系,它通过反向互补配对加速环化;

4) Protein Factors Associated Circularization Path

RBPs(RNA结合蛋白)结合内含子区特定的靶序列带来供体-受体序列,从而促进环化。同时,RBPs可以稳固motif剪接,抑制线性RNA剪接;

circRNAs的4种不同形成模型如下图所示:

 

2. circRNA的分子特性

1) circRNAs由于是封闭环状结构,所以没有5’-3’的极性,也没有polyA尾巴。因此,比线性RNA稳定;

2) circRNAs表达丰度差异大;

3) circRNAs通常具有组织、时序和疾病特异性。

4) 绝大部分的circRNAs是内源非编码RNAs;

5) 不同物种间的circRNAs进化保守;

总的来说,circRNAs的这些特性决定了它们在转录和转录后的重要作用,也暗示着其可能作为疾病诊断的理想biomarker。

3. circRNA的生物学功能

1) cicrRNAs作为内源mRNA的竞争者,是miRNA的海绵吸附体;

2) circRNAs调控可变剪切或转录过程;

3) 与靶基因结合,作为模板环形翻译;

4) circRNA调控亲本基因的表达;

5) 影响选择性剪切;

circRNA在疾病发生的起始和发展阶段发挥重要作用,因此可以作为潜在的靶向治疗biomarkers。

下图显示了circRNA的5种功能:

 

派森诺为您提供整套的circRNA测序方案,欢迎咨询。

原始参考文献:

Jing L, Tian L, Wang X, et al. Circles reshaping the RNA world: from waste to treasure[J]. Molecular Cancer, 2017, 16(1):58.

其他类似文献:

1. Qu S, Yang X, Li X, Wang J, Gao Y, Shang R, Sun W, Dou K, Li H. Circular RNA: A new star of noncoding RNAs. Cancer Lett. 2015, 365(2):141-8.

2. Andreeva K, Cooper N G F. Circular RNAs: New Players in Gene Regulation[J]. Advances in Bioscience & Biotechnology, 2015, 06(6):433-441.

3. Hansen T B, Jensen T I, Clausen B H, et al. Natural RNA circles function as efficient microRNA sponges[J]. Nature, 2013, 495(7441):384.