环状RNA的依然，现在与未来

“所有的真理都境遇三个阶段。第一，被嘲笑。第二，被接连不断指责。第三，被认可且是才是的。”——Arthur Schopenhauer网状RNA是近期的研究成果邻近地区。近日，美国政府Brandeis学院微生功用系的Sebastian Kadener等人在EMBO上研究成果了网状RNA的研究成果进展。BioArt对其透过了编译，以飨读者。网状RNA（circular RNA， circRNA）是由反转补拍（back-splicing）流程引致的共计价闭分作网状RNA。其有着酵母细菌之中多样化，形态上保守，组织一起抗体暗示，整体平衡，可在内皮细胞一起之中随衰暴增等特色。并且，circRNA可以通过竞争者补拍作法与其对应的时域RNA转化透过官能团恒择。已经有的华盛顿邮报暗示它还有着反式恒择机能：某些circRNAs能与microRNAs基本粒子，一些可被中文翻译，恒择自体反应和举动。本文研究成果了生功用circRNAs迄今为止已知的知识，概括了circRNAs潜在机能的已经有见解，起源的概念，以及本不仅仅也许的未来则会同方向。以前到今日见到：1976年，Sanger首次在类病毒之中见到了甘氨酸共计价闭分作网状的RNA分子则会。第二份研究成果是1979年Hsu说明了了并未为自由尾端的网状RNA的存有。缺少：在在的研究成果声称circRNAs来叫作内源RNA。首篇此类华盛顿邮报是在1991年，偶遇见到肺癌DNA缺失（DCC）再次发生了非经典之作补拍作法 (“scrambled exons”) mRNA情形。随后，又见到了本能EST-1和SryDNA也有多种不同情形，无论如何这些有着scrambled exons的无polyA RNA都是circRNA。并且见到circSry有着组织一起抗体，且存有于3个多种不同的激素功用种。引致：在月中的的几年中的，多于量研究成果驳斥有了这些分子则会引致的也许机能。这最主要了假设：反转多次重复对Sry的醛是须要的；以及见到circRNA可以在肾脏通过核分裂提取功用引致。分类：随后的90年代晚期到20世纪末，研究成果见到多种DNA可以引致circRNAs，并且对推择的circRNAs透过了最简单分类为scrambled-exon，胺基酸重排转化（exon-shuffling products），或者只是“非时域mRNA”。此时期的研究成果虽然无论如何了这些网状RNA分子则会的存有，但是对其潜在的直接影响并未充分认识。爆发式研究成果：大概在2010年开始，RNA-seq新科技的转变以及专门的数值输油管开发，了circRNA 研究成果。在2010年早期，见到多细胞则会生功用之中有着再加千上万种circRNA，其之中多数是很低暗示的，但是有些是高数量级的。而且，在许多意味着，如circSry可以是该消化道DNA（host gene）的主要转化。2013年的两篇篇文章除了无论如何多种类生功用之中存有再加千上万circRNA限于（野也有初夏，小杂志开启大热门不仅仅），还声称CDR1as (ciRS-7) 和circSry，很难结分作并恒择特择microRNA的活性！另外，许多临时工都暗示在本能，鼠，蝙蝠之中circRNAs是组织一起和胚胎发育时空抗体暗示的。这些研究成果还说明了了认择与择性circRNAs的上独树一格作法。比如，系统性RNase R预处理后的无polyA circRNAs非金属文库。这个作法很难非金属circRNAs，也能区分只不过的circRNAs和含有scrambled exons的mRNAs。由于circRNAs junction的独特特点，对其认择和择量只能特殊结构设计的微生功用信息学数值输油管。现而今，已经存有大量的输油管可以注释和量化circRNAs。在在的是上新circRNAs侦测作法和输油管也能侦测潜在的circRNAs内部可控补拍的存有。组织一起抗体与胚胎发育阶段抗体：近期，circRNAs的组织一起抗体和曾受胚胎发育阶段恒择而引致的特点被声称。九家统一临时工暗示多种circRNAs在中枢脑部系统之中高数量级存有，并且随着脑部分化成和胚胎发育日益减小。而且，circRNAs引致被脑部系统活动恒择，而且在轴突本体、树突、轴突脑部纤维之中大量存有。circRNAs普遍存在存有于内皮细胞一起的情形在凋亡生功用之中更加明显，获取了大量的circRNAs，只不过了circRNAs新科技水平与细胞则会分裂赴援呈负关联性。机能与恒择：也就是说，circRNAs可以官能团和反式发挥机能。2014年，Ashwal-Fluss见到circRNAs是与这两项补拍共计mRNA并且相互竞争者的。因此，circRNAs的微生功用再次发生引致了同一消化道DNAmRNAs分作再加的减多于。几个课题组认择了胺基酸补拍和醛所只能之功用，声称了醛信号适配在可醛胺基酸主力部队的原核分裂生功用区域内。Ashwal-Fluss也只不过了恒择蝙蝠之中circMbl转化的阻抗恒择环路的存有，在褐之中认择了第一个投身于胺基酸醛的肽（补拍突变muscleblind， MBL）以及其脊椎生功用分化成成功用muscleblind-like肽1（MBNL1）。随后的临时工认择了其他的RNA结分作肽RBPs很难在多种不同系统对和微生功用之中调节胺基酸醛，最主要RNA磷酸脱氨酵素（ADAR），quaking（QKI），FUS，核分裂突变NF90/NF110，DHX9，皮肤补拍恒择肽ESRP1，甘氨酸/酪氨酸非常多样化肽。最后，迄今为止的临时工已经解释了circRNAs与多种不同系统对有数的关联性。在褐中枢脑部系统，激素和本能细胞则会之中存有很难引致肽较厚的一组circRNAs；有的circRNAs与自体响应就其；几份简报声称了circRNAs在激素和褐中枢脑部系统以及造血之中有着机能；大量研究成果展出了circRNAs和白血病有关。这些转变说明了科学界对circRNAs的看法再次发生了清晰的扭转，呈现有这个振奋人心和较快速转变的不仅仅转至了后期转折点。1. circRNAs的引致1.1反转补拍机能胺基酸缺少的circRNAs是通过反转补拍的特择特点补拍作法引致的，即一个5’补拍供本体攻击中中游3’补拍亚基，形再加3’-5’半乳糖键引致一个网状的RNA分子则会。尽管绝大多数酵母细菌细胞则会之中circRNAs都是由补拍本体引致，多种不同微生功用之中的具本体机能是多种不同。与生功用多种不同，植功用之中的circRNAs从有着极为较短的二者密切关系碱基甚至仅仅并未二者密切关系性的高约原核分裂生功用的主力部队区域而来。引人入胜的是，古生细菌之中circRNAs的引致统一于补拍本体，引致了各种各样的circRNAs，其之中仅仅16%来叫作编码作法DNA以及更加多于来自于胺基酸。多细胞则会微生功用之中，原先华盛顿邮报暗示补拍亚基主力部队于可醛胺基酸是最经典之作的，而且反转补拍是通过补拍本体执行。引人入胜的是，circRNAs普遍存在包含有明晰胺基酸而且多来叫作编码作法胺基酸，都有是择地处肽编码作法DNA的5’UTR。这引致了反转补拍连接一起由编码作法碱基到编码作法碱基（CDS-CDS）和5’UTR-CDS组再加，日趋包含有DNA的第二个胺基酸。这也许与它们的微生功用再次发生就其，只能相对来说于大概而言更加高约和更加很取而代之补拍的原核分裂生功用；通常第一个原核分裂生功用保证上述两个原则。在许多意味着，circRNAs的引致叫作复杂的可控补拍决择。一些DNA引致多种可控补拍衍生功用以及circRNAs，这只不过了反转补拍和可控补拍也许是机能就其的。1.2 碱基和肽驱动胺基酸醛胺基酸缺少的circRNAs的引致强烈仰赖表列出至多于一种机能：有着高约反转多次重复或结分作RBPs的原核分裂生功用。两种机能都将circRNAs主力部队的原核分裂生功用们拉出有挨一起。多种微生功用之中，可醛胺基酸被高约原核分裂生功用侧腹合围，这些原核分裂生功用许多都成分大量的反转二者密切关系相加。因此，原核分裂生功用之中反转二者密切关系多次重复的存有可以被用来预测胺基酸究竟有也许再次发生醛。多种不同功用种之中，反转二者密切关系电路有着多种不同的基序（motif）与数量级，对这些基序透过碱基辨识指示了也许的形态关系。此外，在原核分裂生功用之有数和区域内的反转多次重复电路的产于对circRNAs的量与特点有着重大直接影响。尽管主力部队原核分裂生功用之中高约反转多次重复加强了胺基酸醛，这些原核分裂生功用之中存有的其他反转多次重复也许则会抑止原核分裂生功用有数的基本粒子（inter-intronic interactions），取而代之的是原核分裂生功用内的基本粒子（intra-intronic interactions）。后者日趋抑止胺基酸醛，也许是通过原核分裂生功用有数二级内部结构竞争者。RBPs内源性了另一种机能。并非所有主力部队成分高约原核分裂生功用的胺基酸都能被醛。许多可醛胺基酸主力部队原核分裂生功用之中则有有反转多次重复，这强烈只不过了存有胺基酸醛的其他机能。MBL与几个整体保守的原核分裂生功用亚基结分作，加强了其自身DNA第二胺基酸的醛。mbl第二胺基酸主力部队的原核分裂生功用包含有了较短反转多次重复，似乎很难平衡原核分裂生功用有数基本粒子，但是在不够MBL结分作时也许不堪一击而不足以加强胺基酸醛。这强烈地只不过了MBL加强醛是通过结分作到主力部队原核分裂生功用从而加强原核分裂生功用-原核分裂生功用有数基本粒子。MBL分子则会也许再次发生二聚化，把两个胺基酸尾端带到一起，从而补拍形再加circRNA。其他RBPs，如QKI，FUS，ESRP1也能恒择胺基酸醛。最后，褐之中laccase-2DNA缺少的circRNAs的微生功用再次发生曾受到多种不同RBPs的共计同恒择，如异较厚核分裂糖核分裂肽hnRNPs以及SR肽，只不过了给择胺基酸的醛效赴援也许是多种信号的整分作结果。这种通过原核分裂生功用-原核分裂生功用基本粒子加强醛再次发生至多于之外叫作时域补拍的自由空有数位阻（steric inhibition）。那么，加强或拆散RNA内部结构的各种因素，也许扭转circRNAs微生功用分作再加。无论如何，已经有临时工暗示通过dsRNA特异磷酸脱氨酵素ADAR编辑RNA，恒择了circRNAs的分作再加。而且，RNA解旋酵素DHX9通过拆散基于ALU反转多次重复的二级内部结构限制了circRNAs引致。DHX9与抗病毒正向的ADAR衍生功用（p150）并不只能基本粒子，形再加的复分作本体拆散了RNA二级内部结构，最主要许多很难加强胺基酸醛的内部结构。下调DHX9翻倍了circRNAs。这似乎是一个校正机能来减多于circRNAs的国际上引致，只不过了某些circRNAs不只是“原材料不足之处”或补拍频谱。之外就其到dsRNA内部结构出有现的生物体情形也也许扭转circRNAs分作再加。比如，自体响应突变NF90和NF110则会恒择circRNAs引致。引人入胜的是，这些肽与mRNA流程形再加的dsRNA内部结构再次发生基本粒子。NF90/NF110外表能平衡这种瞬时双股RNA分子则会，加强了一组circRNAs的反转补拍。引人入胜的是，NF90结分作亚基是依赖性多样化于主力部队原核分裂生功用的ALU motif。因此，这些胺基酸的醛也可曾受到ADAR和/或DHX9调节。1.3 circRNAs分作再加的调节circRNAs由RNA聚分作酵素IImRNA并且由补拍本体引致。举足轻重的是，许多形再加circRNAs的胺基酸并未可控补拍，因此，一些高数量级的circRNAs很难官能团恒择mRNA的引致。除此之外，circRNAs的引致而今与补拍有关，还与很取而代之的甘油和polyA化就其。如果circRNAs的引致是与经典之作补拍竞争者，那么扭转补拍效赴援也许则会恒择circRNAs的引致。通过恒择官能团补拍突变或扭转RNA 聚分作酵素IImRNA动力学（被认为可以调节可控补拍）可以扭转补拍效赴援。结果无论如何如此，下调普遍存在补拍恒择子如SR肽SF2或核分裂心补拍本体电路（小核分裂糖核分裂肽颗粒U1亚单位70K和C）snRNP-U1-70K，snRNP-U1-C，preRNA原材料8（Prp8，Slu7），细胞则会分裂周期素40（CDC40），将转化从时域变再加了circRNAs。比方说，抑止mRNA取消减小了circRNAs分作再加。1.4 circRNAs的裂解circRNAs并未为自由尾端因此并不能区别于诸多经典之作RNA裂解途径。肾脏研究成果暗示，大多数circRNAs都有着更加高约的放射性（18.8-23.7h），而其时域对应功用是（4.0-7.4h）。circRNAs在本血液也许有着更加高约的放射性，尤其是不分裂细胞则会，比如，中枢脑部系统之中随年龄减小的circRNAs获取也许是叫作这些分子则会的平衡性与不分裂特点。与之只不过，在高速增殖的细胞则会之中circRNAs外表可能则会获取，也许叫作分裂较快于引致引致的混和主导作用。也就是说，circRNAs裂解也许起可追溯一个核分裂酸内切酵素，随后联分作外切和内切。小RNA内源性的circRNAs裂解是迄今为止为止认择比较好的circRNAs裂解途径。然而，唯一的案例是CDR1as被miR-671裂解。CDR1as的量被miR-671通过AGO2内源性的裂解并不只能恒择。引人入胜的是，CDR1as新科技水平很也许是通过补拍被miR-7恒择的，并且仰赖于miR-671。已经有的一份研究成果只不过RNA粘贴（m6A）加强了潜在可裂解circRNAs的核分裂酸内切酵素的招募。另一项研究成果见到HeLab细胞则会理应poly（I：C）处理或EMCV接种即再次发生整本体circRNAs的裂解。两种处理都引致了内切甘氨酸酵素Rnase L的触发以及circRNAs的裂解。除了裂解，circRNAs也许被细胞则会外增生。几项研究成果侦测了外泌本体之中的circRNAs。然而，亦然不相符究竟circRNAs的增生对增大其胞内新科技水平有成就。或者，circRNAs增生也许形再加了一个交流机能。总的来说，受制于日益减小的证据看出circRNAs是机能分子则会，它的裂解、胞外运送都则会是未来则会研究成果的举足轻重关键问题。2. circRNAs的特性和特性2.1 circRNAs的形态表征circRNAs存有于绝大多数微生功用之中。它们是如何形态的？circRNAs表征有多个不仅仅。第一个是直系分化成成orthologous或近亲分化成成paralogous亚基都可引致circRNAs。某些circRNAs引致于多种不同功用种之中比方说的或相同的胺基酸。这种意味着，表征也许扩及circRNAs主力部队的之外补拍亚基。一份通过mapping醛补拍亚基的研究成果系统性了从本能和激素中枢脑部系统缺少的circRNAs，结果暗示，大概1/3侦测的circRNAs共计享两个补拍亚基，1/3共计享一个补拍亚基，暗示了在类生功用中枢脑部系统之中极为整体的表征。最后一个新科技水平是circRNAs内机能电路的表征。这也许最主要了RBPs结分作亚基，miRNA，或circRNAs内可用性二级内部结构所需要电路。比如，Rybak见到了较短反转多次重复碱基（某些也许是RBP结分作亚基）在circRNAs胺基酸之中非金属，宣称了醛胺基酸之中更加高新科技水平的表征。2.2组织一起或胚胎发育阶段以及亚细胞则会适配抗体暗示引致circRNAs的DNA非常多样化中枢脑部系统就其DNA。因此，内皮细胞一起之中非常多样化circRNAs也就不好奇了。circRNAs多样化于CNS之中是所有研究成果功用种之中的普遍存在特性。CNS之中circRNAs的显着多样化也许叫作1个或多个各种因素。首先，中枢脑部系统，更加都有的，在整个身本体之中脑部系统表现出有次于新科技水平的可控补拍。而circRNAs的微生功用分作再加可以被择义为一种特殊特点的可控补拍。第二，circRNAs放射性高约，并且脑部系统比如说可能则会分裂，circRNAs也就是说可以在中枢脑部系统胚胎发育和凋亡流程之中不断获取甚至在较短期内引致。circRNAs在激素蝙蝠之中随着凋亡在中枢脑部系统之中大量暴增，只不过了circRNAs也许投身于凋亡就其的中枢脑部系统疾病。在细胞则会复制赴援与circRNAs量之有数存有强烈的负就其。因此，获取也许是中枢脑部系统之中高新科技水平circRNAs主要的原因。circRNAs另外一个引人入胜特点是其亚细胞则会适配。circRNAs主要择地处细胞则会较厚之中。而且，华盛顿邮报看出脑部系统之中circRNAs适配在细胞核分裂，树突和轴突本体。引人入胜的是，一些circRNAs表现出有胚胎发育阶段特异的核分裂-较厚转换适配。已经有的研究成果认择了褐Hel25E和本能UAP49/56作为circRNAs细胞则会核分裂负载有的关键突变，并且以仰赖circRNAs高约度的作法主导作用。在绝大多数意味着，circRNAs共计有的唯一的特性就是网状特点，胺基酸连接一起复分作功用的存有，以及不存有皮带内部结构和polyA尾巴。因此，鉴别和外输的机能须要不仅整体特异于特殊circRNAs也须要鉴别一个或多个这些特性。circRNAs适配到细胞核分裂，树突以及轴突也是很有意思的。亦然不相符这种适配是由于择向运送还是弥散后滞留。有利于的性状和有机体测试只能详述驱动circRNAs在脑部系统之中亚细胞则会适配的机能。迄今为止为止，亦然并未研究成果运用活细胞则会图像调查circRNAs转化和运送，而此类作法而则会是检验这些假说的关键。而且，这个不仅仅仅仅不够对多种不奋起内区室之中circRNAs分子则会为数和特点的可靠说明了。2.3 circRNA作为miRNA机能的恒择子一些高约非编码作法RNA可以通过依赖性带电（sponging）恒择miRNA新科技水平和/或活性。研究成果暗示某些circRNAs成分许多miRNA结分作亚基，可推测这些circRNAs也可以作为miRNA海绵。比如，CDR1as有着73个seed-binding 亚基对miR-7，并且，AGO2 CLIP图表暗示无论如何有许多miR-7结分作到了这些亚基上。CDR1as摇动除激素之中miR-7新科技水平温和但显着地下降，而miR-671减小，只不过了这个circRNAs的存有平衡了miR-7，而使miR-671不平衡。因此，CDR1as也许在某些信号下恒择了miR-7的驱动器和获释。CDR1as也很难运送和获释miR-7到特殊胞内隔室，恒择miR-7机能。这个机能也许在未来则会被运用来运送基于miRNA的治疗。虽然对circRNAs碱基仅仅的侦测以及AGO2 PAR-CLIP图表的系统性揭示了绝大多数circRNAs不能国际上结分作到miRNA，仅仅有其他案例如circSry，circHIPK，circFOXO3，circITCH，circBIRC6，它们都能与miRNA结分作发挥可用性主导作用。运用AGO-RIP和CLIP新科技对侦测究竟存有circRNAs与miRNA有数并不只能基本粒子极其关键。构建摇动除和摇动很低细胞则会系研究成果circRNAs与推择的miRNA机能和新科技水平有数基本粒子也很举足轻重。2.4 circRNAs的中文翻译2017年，几个课题组华盛顿邮报了circRNAs可被中文翻译。引人入胜的是，可中文翻译circRNAs渐进应用于与消化道DNA比方说的算起肽链，而取消肽链则是形态保守的且特异于网状ORF。该研究成果还见到circRNAs是被膜氨酸的核分裂糖本体中文翻译。另外的研究成果见到算起肽链中中游的RRACH基序(R=G or A； H=A， C or U) 之中的A被酪氨酸时，可以减少circRNAs的中文翻译。由于circRNAs则有5’皮带，它的中文翻译是皮带统一的。无论如何，某些中文翻译circRNAs有着内部核分裂糖本体转至亚基（IRES），很难在本血液和肾脏以皮带统一的作法中文翻译。引人入胜的是，绝大多数circRNAs预测的是与其消化道DNA编码作法肽较厚的N尾端区域仅仅一致。这种缩较短了的肽较厚也许则会竞争者性抑止其mRNA全高约对应功用。mRNA突变Mef2也许就是一个案例。受制于这个不仅仅的较快速转变，我们预择在月中的几年就能看着circRNAs中文翻译以及引致的生物体效应的研究成果出有现。3. circRNAs 作为圈套、运送器或构件由于circRNAs很难高约时有数存有以及结分作RBPs，它们很难作为这些突变的陷阱或者船运子。在某些意味着，circRNAs和消化道DNA肽可并不只能或或多或多于透过交互主导作用。circMbl外表就是如此，它也许就隔绝/船运了MBL肽。这是假择的circMbl阻抗恒择环路的一个组分。2016年，一项研究成果首次暗示circANRILl可以作为一个肽构件。在NIH3T3激素再加胸腺则会，circFOXO3被见到能分别与p21和CDK2基本粒子。circFOXO3-p21-CDK2三元复分作功用的形再加曾受阻了CDK2的机能，随后抑止了细胞则会周期进程。3.1评估circRNAs的本血液机能研究成果见到，摇动除CDR1as引致了脑部紊乱就其的生功用学环境因素。cia-cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 通常高暗示于高约期人才HSC细胞则会核分裂之中，很难结分作cGAS，曾受阻了它的触发。Cas9摇动除cia-cGAS中游的主力部队原核分裂生功用之中反转二者密切关系碱基抑止其暗示后，cia-cGAS不足之处激素之中高约程HSC细胞则会群本体减多于，并且下降了造血之中type I抗病毒的出口量，终于引致造血则会贫乏。已经有研究成果暗示，应用于性状编码作法的shRNA针对反转补拍连接一起摇动很低circMbl。当四肢摇动很低circMbl时，引致DNA暗示扭转，**发育致死，举动不足之处，双翅姿势及飞行的不足之处。当摇动很低CNS之中的circMbl时，引致了不短时有数的轴突机能。3.2 circRNAs的其他潜在机能circRNAs也许还有什么样的分子则会机能呢？circRNA有着一个令人着迷的特性即极不平衡并且随时有数获取。因此，circRNAs可以作为细胞则会mRNA近现代的分子则会记忆分子则会或者“飞行记录器”。从生物体学观点来看，高约时有数存有的circRNA也许作为有着肽编码作法想像力的驱动器库。理应胚胎发育扭转或要挟，这些驱动器器也许被中文翻译为恒择要挟响应或生物体扭转的肽较厚。轴突之中circRNA的本底中文翻译也许是极为举足轻重的。因为circRNAs结分作与RBPs，如miRNAs一样，circRNAs也许通过结分作，呈递和获释它们的货功用到特殊胞内区室而发挥主导作用。更加有利于地受制于circRNAs存有于囊泡，它们可以被运送到整个身本体，然后被特殊组织一起转给，作为信号分子则会发挥主导作用。另外，一个circRNA可以正因如此1个或几个货功用分子则会（miRNA，RBPs），因此可以作为药功用运送获释的载本体。4.结论与未来则会本文研究成果中的以前的研究成果，暗示circRNAs有着多种机能，可以作为肽构件，招募其他特点RNA，并且通过结分作miRNAs直接影响mRNA沉默、中文翻译和特异mRNA的裂解；脑部系统之中circRNAs的不对称产于只不过了并不只能细胞则会有数运送的也许性；circRNAs很难编码作法从到肽，虽然迄今为止确信绝大多数也许的肽的生物体机能，很有也许他们则会与其消化道DNA时域RNA编码作法全高约肽共计享某些控制能力。由于RNA新科技的稳步转变，我们预择月中的circRNAs不仅仅而则会有科技转变的转变。有利于的对circRNAs适配，船运，活细胞则会内裂解，明晰的circRNAs基本粒子组，以及单细胞则会图解的表达出来都将在这个不仅仅赢得进步。原始出有处：Patop IL1, Wüst S1, Kadener S1.Past, present, and future of circRNAs.EMBO J. 2019 Aug 15;38(16):e100836. doi: 10.15252/embj.2018100836. Epub 2019 Jul 25.