环状RNA的过去，现在与更进一步

“所有的真理都经历三个阶段。第一，被嘲讽。第二，被更为激烈反对。第三，被认可且是不言而喻的。”——Arthur Schopenhauer内环RNA是近来的深入研究近来。近日，英国Brandeis所学校台湾所学校的Sebastian Kadener等人在EMBO上研究成果了内环RNA的深入研究进展。BioArt对其开展了编译，以飨读者。内环RNA（circular RNA， circRNA）是由反之亦然拷贝（back-splicing）操作过程造成了的共价闭合内环RNA。其不具备真核子中都面丰富，动常为上保守，第除此以外织起来专一性传达，水平保持稳以定，可在神经系统系统起来中都面随衰累积等特点。并且，circRNA可以通过挑战拷贝方式则与其对应的给以定RNA中之间基底开展底常为可调。值得注意的报道说明它还不具备反式可调有助于：某些circRNAs能与microRNAs基本粒子，一些可被中文翻译，可调抗病毒反应和行径。本文研究成果了动常为circRNAs目前近期的知识，总结了circRNAs潜在有助于的当前见解，更早的观念，以及本教育领域似乎的下一代方向。只不过到今天见到：1976年，Sanger首次在类病毒中都面见到了单链共价闭合内环的RNA分姪。第二份深入研究是1979年Hsu叙述了没自由侧边的内环RNA的依赖于。相关联：零星的深入研究推测circRNAs来更早于内源RNA。首篇此类报道是在1991年，偶然见到复发性状缺失（DCC）牵涉到了非开端拷贝方式则 (“scrambled exons”) 基因表达反常。随后，又见到了生命基底EST-1和Sry性状也有类似反常，表明这些不具备scrambled exons的无polyA RNA都是circRNA。并且见到circSry不具备第除此以外织起来专一性，且依赖于于3个实际上不同的大雀常为种。造成了：在每一次的几年中都，少量深入研究提单单了这些分姪造成了的似乎有助于。这有数了假设：反之亦然单调对Sry的开环是须要的；以及见到circRNA可以在排泄通过核子提取常为造成了。分类：随后的90年代末期到20世纪初，深入研究见到多种性状可以造成了circRNAs，并且对断以定的circRNAs开展了简单分类为scrambled-exon，肽链聚合反应中之间基底（exon-shuffling products），或者只是“非给以定mRNA”。此时期的深入研究虽然表明了这些内环RNA分姪的依赖于，但是对其潜在的冲击不曾充分认识。爆发式深入研究：从前在2010年开始，RNA-seq新技术的蓬勃发展以及专门的以定量渠道开发，了circRNA 深入研究。在2010年一时期，见到多巨噬细六边形动常为中都面不具备成百上千种circRNA，其中都面多数是高于传达的，但是有些是高同位素的。而且，在许多但则会，如circSry可以是该肠道性状（host gene）的主要中之间基底。2013年的两篇文章除了表明多种灵长目中都面依赖于成百上千circRNA以外（野也有春天，小杂志开启大炙手可热教育领域），还推测CDR1as (ciRS-7) 和circSry，只能联结并可调特以定microRNA的光阴性！另外，许多实习都说明在生命基底，雀，蟑螂中都面circRNAs是第除此以外织起来和生长发育视界专一性传达的。这些深入研究还叙述了解剖与都有强调circRNAs的新颖作法。比如，分析RNase R预处理后的无polyA circRNAs钼日文版。这个作法只能钼circRNAs，也能区分真正的circRNAs和分作scrambled exons的mRNAs。由于circRNAs junction的独特构件上，对其解剖和一原理只能独有设计的动常为信息学以定量渠道。现而今，不太可能依赖于大量的渠道可以注释和以定量circRNAs。值得注意的是新circRNAs侦测作法和渠道也能侦测潜在的circRNAs在表面上MA拷贝的依赖于。第除此以外织起来专一性与生长发育阶段专一性：近来，circRNAs的第除此以外织起来专一性和受生长发育阶段可调而造成了的构件上被推测。四份分立实习说明多种circRNAs在中枢神经系统系统中都面高同位素依赖于，并且随着神经系统其发展和生长发育随之减少。而且，circRNAs造成了被神经系统系统光阴动可调，而且在细六边形核子基底、神经系统纤维、细六边形核子神经系统纤维中都面大量依赖于。circRNAs多数依赖于于神经系统系统起来的反常在凋亡动常为中都面更引人注意，积累了大量的circRNAs，似乎了circRNAs高层次与巨噬细六边形对立率呈负都有性。有助于与可调：意味着，circRNAs可以底常为和反式体现有助于。2014年，Ashwal-Fluss见到circRNAs是与常规拷贝共基因表达并且相互挑战的。因此，circRNAs的动常为牵涉到随之而来了同一肠道性状mRNAs制备的下降。几个课题第除此以外解剖了肽链拷贝和开环所只能之常为，推测了开环频率取向在可开环肽链两翼的内分作姪之内。Ashwal-Fluss也似乎了可调蟑螂中都面circMbl中之间基底的反馈可调交叉路口的依赖于，在果蝇中都面解剖了第一个直接参与肽链开环的受基底（拷贝因姪muscleblind， MBL）以及其脊椎动常为相异常为muscleblind-like受基底1（MBNL1）。随后的实习解剖了其他的RNA联结受基底RBPs只能在实际上不同种系统和动常为中都面依赖性肽链开环，有数RNA酪氨酸脱氨核糖体（ADAR），quaking（QKI），FUS，核子因姪NF90/NF110，DHX9，表皮拷贝可调受基底ESRP1，选择性/精氨酸富分作受基底。之前，目前的实习不太可能解释了circRNAs与实际上不同种系统之间的都有性。在果蝇中枢神经系统系统，大雀和生命基底巨噬细六边形中都面依赖于只能造成了受基底质的一第除此以外circRNAs；有的circRNAs与抗病毒积极响应都有；几份报告推测了circRNAs在大雀和果蝇中枢神经系统系统以及骨髓中都面不具备有助于；大量深入研究展览品了circRNAs和癌症有关。这些蓬勃发展说明了学界对circRNAs的见解牵涉到了直观的扭曲，展现单单这个振奋人心和窄时之间蓬勃发展的教育领域重回了时代转折点。1. circRNAs的造成了1.1反之亦然拷贝有助于肽链相关联的circRNAs是通过反之亦然拷贝的特以定类型拷贝方式则造成了的，即一个5’拷贝NADPH攻击上游3’拷贝核子苷酸，成型3’-5’磷酸二酯键造成了一个内环的RNA分姪。尽管绝大多数真核子巨噬细六边形中都面circRNAs都是由拷贝基底造成了，实际上不同动常为中都面的就其有助于是实际上不同。与动常为实际上不同，动植常为中都面的circRNAs从不具备相当窄的也就是说核子苷酸甚至实际上没仰赖性的粗大内分作姪的两翼区域而来。寻常的是，古生菇中都面circRNAs的造成了分立于拷贝基底，随之而来了各种各样的circRNAs，其中都面实际上16%来更早于字符性状以及更少来自于肽链。多巨噬细六边形动常为中都面，此前报道说明拷贝核子苷酸两翼于可开环肽链是最开端的，而且反之亦然拷贝是通过拷贝基底执行。寻常的是，circRNAs多数相关联比较简单肽链而且多来更早于字符肽链，都有是以定坐落受基底字符性状的5’UTR。这随之而来了反之亦然拷贝连接由字符核子苷酸到字符核子苷酸（CDS-CDS）和5’UTR-CDS第除此以外成，趋于相关联性状的第二个肽链。这似乎与它们的动常为牵涉到都有，只能相较于平均而言更粗大和更高于效拷贝的内分作姪；上则会第一个内分作姪实现上述两个原则。在许多但则会，circRNAs的造成了更早于复杂的MA拷贝决以定。一些性状造成了多种MA拷贝异构基底以及circRNAs，这似乎了反之亦然拷贝和MA拷贝似乎是有助于都有的。1.2 核子苷酸和受基底涡轮肽链开环肽链相关联的circRNAs的造成了反感仰赖以下数一种有助于：不具备粗大反之亦然单调或联结RBPs的内分作姪。两种有助于都将circRNAs两翼的内分作姪们抱住挨起来。多种动常为中都面，可开环肽链被粗大内分作姪侧腹包围，这些内分作姪许多都富分作大量的反之亦然也就是说配对。因此，内分作姪中都面反之亦然也就是说单调的依赖于可以被用来预期肽链应该有似乎牵涉到开环。实际上不同常为种中都面，反之亦然也就是说电子元件不具备实际上不同的基序（motif）与同位素，对这些基序开展核子苷酸比对通知了似乎的动常为关系。此外，在内分作姪之之间和之内的反之亦然单调电子元件的分布对circRNAs的量与类型不具备相当程度冲击。尽管两翼内分作姪中都面粗大反之亦然单调加强了肽链开环，这些内分作姪中都面依赖于的其他反之亦然单调似乎则会抑制功用内分作姪之间的基本粒子（inter-intronic interactions），取而代之的是内分作姪内的基本粒子（intra-intronic interactions）。后者趋于抑制功用肽链开环，似乎是通过内分作姪之间二级构件挑战。RBPs酪氨酸了另一种有助于。并非所有两翼富分作粗大内分作姪的肽链都能被开环。许多可开环肽链两翼内分作姪中都面不富分作反之亦然单调，这反感似乎了依赖于肽链开环的其他有助于。MBL与几个水平保守的内分作姪核子苷酸联结，加强了其自身性状第二肽链的开环。mbl第二肽链两翼的内分作姪相关联了窄反之亦然单调，似乎只能保持稳以定内分作姪之间基本粒子，但是在依赖MBL联结时似乎太重而根本无法加强肽链开环。这反感地似乎了MBL加强开环是通过联结到两翼内分作姪从而加强内分作姪-内分作姪之间基本粒子。MBL分姪似乎牵涉到二聚化，把两个肽链侧边送去一起，从而拷贝成型circRNA。其他RBPs，如QKI，FUS，ESRP1也能可调肽链开环。之前，果蝇中都面laccase-2性状相关联的circRNAs的动常为牵涉到受到实际上不同RBPs的合作可调，如异质核子糖核子受基底hnRNPs以及SR受基底，似乎了给以定肽链的开环灵活性似乎是多种频率的相结合结果。这种通过内分作姪-内分作姪基本粒子加强开环牵涉到数部分更早于给以定拷贝的空之间位阻（steric inhibition）。那么，加强或被打乱RNA构件的各种因素，似乎扭曲circRNAs动常为制备。可能，值得注意实习说明通过dsRNA特异酪氨酸脱氨核糖体ADAR编辑RNA，可调了circRNAs的制备。而且，RNA解旋核糖体DHX9通过被打乱基于ALU反之亦然单调的二级构件限制了circRNAs造成了。DHX9与干扰素诱导的ADAR异构基底（p150）实际上基本粒子，成型的复合基底被打乱了RNA二级构件，有数许多只能加强肽链开环的构件。上调DHX9加倍了circRNAs。这似乎是一个校正有助于来下降circRNAs的广泛造成了，似乎了某些circRNAs不只是“精制局限性”或拷贝噪声。部分相关到dsRNA构件单单现的认知情形也似乎扭曲circRNAs制备。比如，抗病毒积极响应因姪NF90和NF110则会可调circRNAs造成了。寻常的是，这些受基底与基因表达操作过程成型的dsRNA构件牵涉到基本粒子。NF90/NF110看来能保持稳以定这种瞬时质基底RNA分姪，加强了一第除此以外circRNAs的反之亦然拷贝。寻常的是，NF90联结核子苷酸是选择性丰富于两翼内分作姪的ALU motif。因此，这些肽链的开环也可受到ADAR和/或DHX9依赖性。1.3 circRNAs制备的依赖性circRNAs由RNA酵素II基因表达并且由拷贝基底造成了。重要的是，许多成型circRNAs的肽链没MA拷贝，因此，一些高同位素的circRNAs只能底常为可调mRNA的造成了。除此之外，circRNAs的造成了正因如此与拷贝有关，还与高于效的降解和polyA化都有。如果circRNAs的造成了是与开端拷贝挑战，那么扭曲拷贝灵活性似乎则会可调circRNAs的造成了。通过可调底常为拷贝因姪或扭曲RNA 酵素II基因表达动力学（被认为可以依赖性MA拷贝）可以扭曲拷贝灵活性。结果可能如此，上调多数拷贝可调姪如SR受基底SF2或核子心拷贝基底电子元件（小核子糖核子受基底致密U1亚单位70K和C）snRNP-U1-70K，snRNP-U1-C，preRNA精制8（Prp8，Slu7），巨噬细六边形对立周期素40（CDC40），将中之间基底从给以定变成了circRNAs。比如说，抑制功用基因表达暂停减少了circRNAs制备。1.4 circRNAs的水解circRNAs没自由侧边因此并不能通用诸多开端RNA水解途径。排泄深入研究说明，大多数circRNAs都不具备更粗大的放射性（18.8-23.7h），而其给以定对应常为是（4.0-7.4h）。circRNAs在基底内似乎不具备更粗大的放射性，常常是不对立巨噬细六边形，比如，中枢神经系统系统中都面随年龄减少的circRNAs积累似乎是更早于这些分姪的保持稳都有强调与不对立构件上。与之相反，在高速增殖的巨噬细六边形中都面circRNAs看来才则会积累，似乎更早于对立快速于造成了随之而来的酒精功用。意味着，circRNAs水解似乎起追溯到一个核子酸内切核糖体，随后联合行动核糖和内切。小RNA酪氨酸的circRNAs水解是近期解剖比如说的circRNAs水解途径。然而，唯一的例姪是CDR1as被miR-671水解。CDR1as的量被miR-671通过AGO2酪氨酸的水解实际上可调。寻常的是，CDR1as高层次很似乎是通过拷贝被miR-7可调的，并且仰赖于miR-671。值得注意的一份深入研究似乎RNA；也（m6A）加强了潜在可水解circRNAs的核子酸内切核糖体的招集。另一项深入研究见到HeLab巨噬细六边形一经poly（I：C）处理或EMCV感染即牵涉到整基底circRNAs的水解。两种处理都随之而来了内切核子糖核子酸核糖体Rnase L的激光阴以及circRNAs的水解。除了水解，circRNAs似乎被巨噬细六边形外表皮。几项深入研究侦测了外泌基底中都面的circRNAs。然而，已为不清楚应该circRNAs的表皮对降高于其六边形内高层次有助益。或者，circRNAs表皮似乎成型了一个交流有助于。总的来说，显然随之减少的证词表明circRNAs是有助于分姪，它的水解、六边形外输送均则会是下一代深入研究的重要问题。2. circRNAs的特质和性质2.1 circRNAs的动常为方向性circRNAs依赖于于绝大多数动常为中都面。它们是如何动常为的？circRNAs方向性有多个层面。第一个是直系相异orthologous或旁系相异paralogous核子苷酸都可造成了circRNAs。某些circRNAs造成了于实际上不同常为种中都面比如说的或不同的肽链。这种但则会，方向性似乎扩展到circRNAs两翼的部分拷贝核子苷酸。一份通过mapping开环拷贝核子苷酸的深入研究分析了从生命基底和大雀中枢神经系统系统相关联的circRNAs，结果说明，大约1/3侦测的circRNAs共享两个拷贝核子苷酸，1/3共享一个拷贝核子苷酸，说明了在灵长目中枢神经系统系统中都面相当水平的方向性。之前一个高层次是circRNAs内有助于电子元件的方向性。这似乎有数了RBPs联结核子苷酸，miRNA，或circRNAs内有助于性二级构件所必需电子元件。比如，Rybak见到了窄反之亦然单调核子苷酸（某些似乎是RBP联结核子苷酸）在circRNAs肽链中都面钼，指单单了开环肽链中都面较高高层次的方向性。2.2第除此以外织起来或生长发育阶段以及亚巨噬细六边形取向专一性传达造成了circRNAs的性状富分作中枢神经系统系统都有性状。因此，神经系统系统起来中都面富分作circRNAs也就不怪异了。circRNAs丰富于CNS中都面是所有深入研究常为种中都面的多数特质。CNS中都面circRNAs的在在丰富似乎更早于1个或多个各种因素。首先，中枢神经系统系统，更都有的，在整个身躯中都面神经系统系统平庸单单三高高层次的MA拷贝。而circRNAs的动常为制备可以被以定义为一种独有类型的MA拷贝。第二，circRNAs放射性粗大，并且神经系统系统一般而言才则会对立，circRNAs意味着可以在中枢神经系统系统生长发育和凋亡操作过程中都面不断积累甚至高于灵活性造成了。circRNAs在大雀蟑螂中都面随着凋亡在中枢神经系统系统中都面大量累积，似乎了circRNAs似乎直接参与凋亡都有的中枢神经系统系统营养不良。在巨噬细六边形拷贝率与circRNAs量之之间依赖于反感的负都有。因此，积累似乎是中枢神经系统系统中都面高高层次circRNAs主要的原因。circRNAs另外一个寻常构件上是其亚巨噬细六边形取向。circRNAs主要以定坐落巨噬细六边形质中都面。而且，报道表明神经系统系统中都面circRNAs取向在细六边形核子，神经系统纤维和细六边形核子基底。寻常的是，一些circRNAs平庸单单生长发育阶段特异的核子-质类比取向。值得注意的深入研究解剖了果蝇Hel25E和生命基底UAP49/56作为circRNAs巨噬细六边形器输单单的决以定性因姪，并且以仰赖circRNAs粗大度的方式则功用。在绝大多数但则会，circRNAs共有的唯一的特质就是内环构件上，肽链连接复合常为的依赖于，以及不依赖于帽姪构件和polyA脚掌。因此，识别和外输的有助于须要不仅水平特异于独有circRNAs也须要识别一个或多个这些特质。circRNAs取向到细六边形核子，神经系统纤维以及细六边形核子也是很有意思的。已为不清楚这种取向是由于以定向输送还是强磁场后扣留。进一步的突变和生化实验只能阐明涡轮circRNAs在神经系统系统中都面亚巨噬细六边形取向的有助于。近期，已为没深入研究透过光阴巨噬细六边形图像深入调查circRNAs中之间基底和输送，而此类作法将则会是验这些推论的决以定性。而且，这个教育领域几乎依赖对实际上相亲兄弟内区室中都面circRNAs分姪比率和类型的正确地叙述。2.3 circRNA作为miRNA有助于的可调姪一些粗大非字符RNA可以通过选择性吸附（sponging）可调miRNA高层次和/或光阴性。深入研究说明某些circRNAs富分作许多miRNA联结核子苷酸，猜测这些circRNAs也可以作为miRNA海绵。比如，CDR1as不具备73个seed-binding 核子苷酸对miR-7，并且，AGO2 CLIP统计数据说明可能有许多miR-7联结到了这些核子苷酸上。CDR1as敲除大雀中都面miR-7高层次温和但显肩膀下降，而miR-671减少，似乎了这个circRNAs的依赖于保持稳以定了miR-7，而使miR-671不保持稳以定。因此，CDR1as似乎在某些频率上可调了miR-7的驱动器和拘押。CDR1as也只能输送和拘押miR-7到独有六边形内隔室，可调miR-7有助于。这个有助于似乎在下一代被透过来输送基于miRNA的治疗。虽然对circRNAs核子苷酸实际上的侦测以及AGO2 PAR-CLIP统计数据的分析揭示了绝大多数circRNAs不能广泛联结到miRNA，几乎有其他例姪如circSry，circHIPK，circFOXO3，circITCH，circBIRC6，它们都能与miRNA联结体现有助于性功用。透过AGO-RIP和CLIP新技术对侦测应该依赖于circRNAs与miRNA之间实际上基本粒子更为决以定性。相结合敲除和敲高于巨噬细六边形系深入研究circRNAs与断以定的miRNA有助于和高层次之间基本粒子也很重要。2.4 circRNAs的中文翻译2017年，几个课题第除此以外报道了circRNAs可被中文翻译。寻常的是，可中文翻译circRNAs趋向于用到与肠道性状比如说的起始密码姪，而暂停密码姪则是动常为保守的且特异于内环ORF。该深入研究还见到circRNAs是被鞘衍动常为的核子糖基底中文翻译。另外的深入研究见到起始密码姪上游的RRACH基序(R=G or A； H=A， C or U) 中都面的A被底常为时，可以提高circRNAs的中文翻译。由于circRNAs不分作5’帽姪，它的中文翻译是帽姪分立的。可能，某些中文翻译circRNAs不具备在表面上核子糖基底重回核子苷酸（IRES），只能在基底内和排泄以帽姪分立的方式则中文翻译。寻常的是，绝大多数circRNAs预期的是与其肠道性状字符受基底质的N侧边区域实际上一致。这种缩窄了的受基底质似乎则会挑战性抑制功用其mRNA全粗大对应常为。基因表达因姪Mef2似乎就是一个例姪。显然这个教育领域的窄时之间蓬勃发展，我们届时在每一次几年就能看到circRNAs中文翻译以及造成了的认知效应的深入研究单单现。3. circRNAs 作为圈套、输送容器或木料由于circRNAs只能粗大时之间依赖于以及联结RBPs，它们只能作为这些因姪的陷阱或者船运姪。在某些但则会，circRNAs和肠道性状受基底可实际上或之间接地开展交互功用。circMbl看来就是如此，它似乎就隔绝/船运了MBL受基底。这是假以定的circMbl反馈可调交叉路口的一个第除此以外分。2016年，一项深入研究首次说明circANRILl可以作为一个受基底木料。在NIH3T3大雀成纤维巨噬细六边形，circFOXO3被见到能分别与p21和CDK2基本粒子。circFOXO3-p21-CDK2三元复合常为的成型顾虑了CDK2的有助于，随后抑制功用了巨噬细六边形周期程序在。3.1评估circRNAs的基底内有助于深入研究见到，敲除CDR1as造成了了神经系统缺失都有的行径学表型。cia-cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 上则会高传达于粗大期养成HSC巨噬细六边形器中都面，只能联结cGAS，顾虑了它的激光阴。Cas9敲除cia-cGAS下游的两翼内分作姪中都面反之亦然也就是说核子苷酸抑制功用其传达后，cia-cGAS局限性大雀中都面粗大程HSC巨噬细六边形群基底下降，并且升高了骨髓中都面type I干扰素的开采量，再度随之而来干巨噬细六边形耗竭。当前深入研究说明，用到突变字符的shRNA针对反之亦然拷贝连接敲高于circMbl。当上半身敲高于circMbl时，随之而来性状传达扭曲，雄性生长发育致死，行径局限性，翅膀姿势及滑翔的局限性。当敲高于CNS中都面的circMbl时，随之而来了不单单现异常的细六边形核子有助于。3.2 circRNAs的其他潜在有助于circRNAs似乎还有什么样的分姪有助于呢？circRNA不具备一个引人感兴趣的特质即极其保持稳以定并且随时之间积累。因此，circRNAs可以作为巨噬细六边形基因表达历史的分姪知觉分姪或者“滑翔记录容器”。从认知学论者来看，粗大时之间依赖于的circRNA似乎作为不具备受基底字符期望的驱动器库。一经生长发育扭曲或利诱，这些驱动器容器似乎被中文翻译为可调利诱积极响应或认知扭曲的受基底质。细六边形核子中都面circRNA的本底中文翻译似乎是相当重要的。因为circRNAs联结与RBPs，如miRNAs一样，circRNAs似乎通过联结，呈递和拘押它们的货常为到独有六边形内区室而体现功用。更进一步地显然circRNAs依赖于于囊泡，它们可以被输送到整个身躯，然后被独有第除此以外织起来转交，作为频率分姪体现功用。另外，一个circRNA可以承载1个或几个货常为分姪（miRNA，RBPs），因此可以作为药剂输送拘押的载基底。4.正确性与下一代本文研究成果中都只不过的深入研究，说明circRNAs不具备多种有助于，可以作为受基底木料，招集其他类型RNA，并且通过联结miRNAs冲击基因表达心碎、中文翻译和特异mRNA的水解；神经系统系统中都面circRNAs的不梯形分布似乎了实际上巨噬细六边形之间输送的似乎性；circRNAs只能字符从到受基底，虽然目前并不知道绝大多数似乎的受基底的认知有助于，很有似乎他们则会与其肠道性状给以定RNA字符全粗大受基底共享某些技能。由于RNA新技术的稳步蓬勃发展，我们届时每一次circRNAs教育领域将则会有粗大足的蓬勃发展。进一步的对circRNAs取向，船运，光阴巨噬脂质水解，比较简单的circRNAs基本粒子第除此以外，以及单巨噬细六边形图谱的解读都将在这个教育领域取得不断进步。原始单单处：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.