如何评价中科大发现的环状非编码 RNA ? 第1页

pipal-luv 网友的相关建议:

就不匿了。

本科生

利益相关：和下文中提到的一位老师见过面，两位老师邮件交流过。关注RNA biology。

环形RNA（Circular RNAs，circRNAs）是一类由外显子反向剪接成环或内含子套索来源的非编码RNA。早在20世纪90年代研究者就捕获到环形RNA的存在(Capel et al., 1993)（而不是上文某个答案说的2013年，2013年是因为环形RNA作为miRNA分子海绵的功能被揭示，才让miRNA重新进入人们视野），然而由于当时研究水平和测序技术的限制，环形RNA一直被认作是毫无生物学功能的错误剪接副产物。近年来随着高通量测序手段的发展，大量的环形RNA在真核生物细胞中被检测出来，它们在转录水平和转录后水平上的生物学功能也逐渐被揭示。

具体的生化特性前几个答案已经说了足够多。这里补充几点。

1. 外显子来源的环形RNA作为非编码RNA的一种，是从pre-mRNA进一步加工、反向剪接而来的。内含子来源的环形RNA则是由于在典型剪接（canonical splicing）时期形成的一些稳定RNA套索结构（lariat RNA）3'末端被降解，而剩余的套索成分通过形成ciRNA避免了脱支（debranching）过程(Y. Zhang et al., 2013)。其在剪接分支点处有2'-5'磷酸二酯键，能被脱支酶选择性水解。这点可与3'-5'连接的exonic circRNA相区分。

2. “他们还对这类新型环状非编码RNA为何会成为环形而不是线形分子进行了研究，发现成环序列两端经常会有互补的重复序列存在。” 外显子来源的环形RNA产生机制的充分非必要条件是成环外显子两侧的内含子上要有反向互补配对序列（不仅仅是Alu序列），这一点是由中科院上海生命科学研究院的陈玲玲老师和杨力老师实验室最早发现的（在她们之前，Jeck也发现了Alu序列的影响）。p.s.这对夫妇在目前做环形RNA的学者中十分权威、学术成果又多又好。他们实验室开创了Poly(A) minus RNA-seq，率先发现了内含子来源的环形RNA，发现了反向互补配对序列的存在，发现了环形RNA能和Pol II作用。（最后一点也是单老师研究的灵感之一）

目前学术界已研究出来的环形RNA的功能有几点：

1. 能够作为miRNA的分子海绵，结合miRNA进而影响miRNA的功能。

2. 能够和pre-mRNA的线性剪接竞争

3. 能够和RNA结合蛋白（Ago，Pol II，QKI...etc.)，剪接因子（muscleblind）等作用，能够调节parent gene的转录速率。

4. 能翻译（这篇文章......大家自己看吧，由北卡的王泽峰老师实验室发的。）

5. 目前暗示可能在突触发育、EMT等过程中有影响。（今年最新发的一篇cell和一篇nature neuroscience，但都没有直接的证据表明能影响表型）

在过去对于外显子来源的环状RNA的研究中，已经发现，一个、两个甚至多个外显子可以成环，现在单老师发现外显子和内含子的组合也能形成环形RNA。他们还给出了强有力的证据表面环形RNA能够和Pol II互作。

个人觉得，这个发现是锦上添花。（本来决定不做评价的还是默默地给出了几条评价）

默默给出一张新发的cell关于环形RNA的图片。

其实才没有暗物质什么的那么玄乎呢~(✿◡‿◡)

再默默地吐槽一下，目前学界做环形RNA的大多在欧洲（如德国）、澳洲，中国和美国也有。其中，写那篇著名的Detecting and characterizing circular RNAs的Jeck同学和所在实验室的Sharpless老板都不做环形RNA了，心好累。

最后附上文章涉及到的所有参考文献

Ashwal-Fluss, R., Meyer, M., Pamudurti, Nagarjuna R., Ivanov, A., Bartok, O., Hanan, M., . . . Kadener, S. (2014). circRNA Biogenesis Competes with Pre-mRNA Splicing. Molecular Cell, 56(1), 55-66. doi: 10.1016/j.molcel.2014.08.019

Capel, B., Swain, A., Nicolis, S., Hacker, A., Walter, M., Koopman, P., . . . Lovell-Badge, R. (1993). Circular transcripts of the testis-determining gene Sry in adult mouse testis. Cell, 73(5), 1019-1030.

Conn, S. J., Pillman, K. A., Toubia, J., Conn, V. M., Salmanidis, M., Phillips, C. A., ... & Goodall, G. J. (2015). The RNA binding protein quaking regulates formation of circRNAs. Cell, 160(6), 1125-1134.

Hansen, T. B., Jensen, T. I., Clausen, B. H., Bramsen, J. B., Finsen, B., Damgaard, C. K., & Kjems, J. (2013). Natural RNA circles function as efficient microRNA sponges. Nature, 495(7441), 384-388. doi: 10.1038/nature11993

Jeck, W. R., & Sharpless, N. E. (2014). Detecting and characterizing circular RNAs. Nat Biotechnol, 32(5), 453-461. doi: 10.1038/nbt.2890

Jeck, W. R., Sorrentino, J. A., Wang, K., Slevin, M. K., Burd, C. E., Liu, J., . . . Sharpless, N. E. (2012). Circular RNAs are abundant, conserved, and associated with ALU repeats. Rna, 19(2), 141-157. doi: 10.1261/rna.035667.112

Li, Z., Huang, C., Bao, C., Chen, L., Lin, M., Wang, X., ... & Shan, G. (2015). Exon-intron circular RNAs regulate transcription in the nucleus.Nature structural & molecular biology, 22(3), 256-264.

Memczak, S., Jens, M., Elefsinioti, A., Torti, F., Krueger, J., Rybak, A., . . . Rajewsky, N. (2013). Circular RNAs are a large class of animal RNAs with regulatory potency. Nature, 495(7441), 333-338. doi: 10.1038/nature11928

Wang, Y., & Wang, Z. (2014). Efficient backsplicing produces translatable circular mRNAs. Rna. doi: 10.1261/rna.048272.114

You, X., Vlatkovic, I., Babic, A., Will, T., Epstein, I., Tushev, G., ... & Chen, W. (2015). Neural circular RNAs are derived from synaptic genes and regulated by development and plasticity. Nature neuroscience, 18(4), 603-610.

Zaphiropoulos, P. G. (1997). Exon skipping and circular RNA formation in transcripts of the human cytochrome P-450 2C18 gene in epidermis and of the rat androgen binding protein gene in testis. Molecular and Cellular Biology, 17(6), 2985-2993.

Zhang, X. O., Wang, H. B., Zhang, Y., Lu, X., Chen, L. L., & Yang, L. (2014). Complementary sequence-mediated exon circularization. Cell, 159(1), 134-147. doi: 10.1016/j.cell.2014.09.001

Zhang, Y., Zhang, X. O., Chen, T., Xiang, J. F., Yin, Q. F., Xing, Y. H., . . . Chen, L. L. (2013). Circular intronic long noncoding RNAs. Mol Cell, 51(6), 792-806. doi: 10.1016/j.molcel.2013.08.017

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