不懂就要問丨Circular RNA帶來的一道曙光

2021-01-21 生命數字空間


曾經，microRNA的發現可以說是轟動了整個生物科學界，使得研究工作者發現non-codingRNA的重要性，同時也燃起了各方科學家的興趣，很多研究者紛紛走向microRNA的研究領域，同時由於它的存在也「捧紅」了不少的科學界的名人。

如今，可以和microRNA相媲美的另一個non-coding RNA——circular RNA也浮出了水面，即使它的出現曾經一再的受到懷疑。

CircularRNA是什麼？

普遍認為circular RNA種類包括：exonic circular RNAs和Exon-intron circularRNAs。

Circular RNA是DNA轉錄形成線性RNA之後，由於剪接受體和剪接供體的選擇不同使得其5』末端和3』末端在非傳統的剪接方式下產生了環形的RNA。

這種剪接供體和受體的選擇受在側翼intron區ALU序列的存在的影響，ALU的序列使得intron區的序列發生反向互補，從而有利於5』末端和3』末端的共價結合，同時蛋白質、RNA編輯的作用也有利於circular RNA的產生。

圖1：circular RNA生物學合成機制  

CircularRNA出現的坎坷之路

在2012年，當Sharpless的研究數據發現circular RNA是無處不在的，是轉錄後產生的一大類RNA的時候，收到學術界的冷眼旁觀，Sharpless說，他經營12年的lab，在Nature，Cell，NEJM……著名期刊上發表文章，從來沒有收到這樣的評論—「They were nasty. They were really mean. 當看到這裡的時候你也許也會有種哭笑不得的感覺，因為能切實感受到他當時內心的無奈。

然而真正的circular RNA的發現並不是在2012年，很早之前就有對於circular RNA的發現，但是因為當時技術的限制，使得發現的circularRNA表達量和種類上很少，所以普遍被認為是DNA在轉錄過程中的副產物，也就使得它的發現被一再的耽擱。但是如今它的出現，並且在各種物種和組織中被大量的檢測到，已經引起了學術界的重視，相信它會如同microRNA一樣，帶來學術界的另一道曙光。

CircularRNA的重要性

對於大部分non-coding RNA來說，它們均存在於胞質中，但是對於兩種不同類型的circular RNA，有著不同的細胞定位和功能。Exonic circRNA位於胞質中，通過與microRNA反向互補，充當microRNA的分子海綿，緩解microRNA對於基因表達的下調；Exon-intron circular RNA存在於細胞核中，它與U1和RNA聚合酶相互作用來促進mRNA的表達。

圖2：circular RNA的功能

大腦對於我們來說一直是個神秘的區域，也是我們最感興趣的地方，而circular RNA普遍存在於哺乳動物的腦中，它與突觸聯繫、神經可塑性和神經網絡構建等的關係已經被證實，在酵母中，也發現circular RNA與衰老之間的關係，其實對於circular RNA來說，現在僅僅只是個開端，但是根據它和microRNA的千絲萬縷的關係可以看出，microRNA對於人類疾病健康的影響，circular RNA也一定具有。

所以對於circular RNA的進一步研究一定會促進對於癌症疾病形成機制的了解和靶向治療方向的進步，從而給人類帶來健康幸福。

參考文獻：

[1] Assume Nothing: The Tale of CircularRNA. Tech News, Vol. 55 | No. 2 | 2013.

[2] Ebbesen KK, Kjems J, Hansen TB (2015)Circular RNAs: identification, biogenesis and function. Biochim Biophys Acta. doi:10.1016/j.bbagrm.2015.07.007.[圖片來源]



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