circRNA居然不易被降解
與傳統(tǒng)的線性RNA（linear RNA，含5’和3’末端）不同，circRNA分子呈封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不受RNA外切酶影響，表達(dá)更穩(wěn)定，不易降解。circRNA由特殊的選擇性剪切產(chǎn)生，大多數(shù)存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，序列高度保守，具有一定的組織、時(shí)序和疾病特異性。許多circRNAs的表達(dá)水平與線性RNA的表達(dá)水平相當(dāng)甚或更高。這些特征和最近的研究都表明，circRNAs有巨大潛力成為新的疾病診斷標(biāo)志物。
圖4 circRNA不被RNA外切酶降解
circRNA和ceRNA是啥關(guān)系？
ceRNA（competing endogenous RNA）是由美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究小組于2011年在《細(xì)胞》上提出的一項(xiàng)假說，其核心內(nèi)容：具有相同miRNA應(yīng)答元件（MiRNA Response Element，MRE) 的mRNA、假基因轉(zhuǎn)錄物、lncRNA等轉(zhuǎn)錄物通過競爭性結(jié)合同種miRNA來調(diào)控各自的表達(dá)水平，從而影響細(xì)胞的功能。近年來多項(xiàng)研究已證實(shí)了該假說的真實(shí)性。所以，ceRNA并不是一類RNA分子，而是一個(gè)假說，一種調(diào)控機(jī)制。
circRNA（circular RNA, 環(huán)狀RNA）是一類通常由一個(gè)以上外顯子構(gòu)成的環(huán)形RNA分子。circRNA具有如下特征：(1)大多數(shù)定位于細(xì)胞質(zhì), 且序列高度保守；(2) circRNA分子呈封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不受RNA外切酶影響，比線性RNA更穩(wěn)定, 不易被降解; (3)許多circRNA表達(dá)水平與線性RNA的表達(dá)水平相當(dāng), 一些circRNA的表達(dá)水平甚至超過它們的線性異構(gòu)體10倍; (4)大多數(shù)來自蛋白質(zhì)編碼基因的外顯子; (5)一些circRNA擁有 MRE，能與miRNA相互作用; (6)大部分是非編碼RNA。
circRNA是一類高效的ceRNA
circRNA的上述特征使其具備了成為一類高效ceRNA的可能性。幾種ceRNA分子間通過競爭性結(jié)合共同的miRNA來相互調(diào)控各自的表達(dá)水平, 從而實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)調(diào)控的作用。位于細(xì)胞質(zhì)中的circRNA具有結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定、高豐度表達(dá)的特征, 這使它們能發(fā)揮ceRNA功能, 較持久、迅速地調(diào)控miRNA水平。
圖5 circRNA，miRNA，lncRNA，mRNA相互間的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)
circRNA不僅僅是ceRNA
許多circRNA的表達(dá)具有時(shí)空特異性, 這暗示circRNA可能具有多種生物學(xué)功能。除了與miRNA相互作用外，circRNA至少還可能具有以下3種功能： (1)circRNA通過堿基互補(bǔ)配對(duì)直接調(diào)控其他RNA水平（圖6B）；(2)circRNA能與蛋白質(zhì)結(jié)合, 抑制蛋白質(zhì)活性、募集蛋白質(zhì)復(fù)合體的組分或調(diào)控蛋白質(zhì)的活性（圖6C）；(3)一些circRNA可作為翻譯的模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（圖6D）。
圖6 circRNA具有的主要功能
circRNA前途不可限量
circRNA獨(dú)特的特征和多樣的功能, 使它們?cè)谏茖W(xué)和醫(yī)學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景: （1）circRNA作為穩(wěn)定高效的miRNA抑制劑；（2）circRNA用于穩(wěn)定地調(diào)控RNA結(jié)合蛋白（RNA-binding protein, RBP）的活性；（3）circRNA作為穩(wěn)定的蛋白質(zhì)合成模板；（4）circRNA應(yīng)用于RNA干擾；（5）circRNA作為適配體（aptamer）用于高效地結(jié)合特定靶標(biāo)；（6）circRNA作為生物標(biāo)志物用于疾病診斷及易感性分析。
circRNA研究系統(tǒng)解決方案
聯(lián)川生物科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)circRNA研究的特點(diǎn)，依托多年豐富的非編碼RNA科研項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，為研究人員精心設(shè)計(jì)了從circRNA發(fā)掘到circRNA的ceRNA調(diào)控機(jī)制探析的一整套系統(tǒng)解決方案。
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