环状RNA的以前，现在与未来

“所有的真理都随之而来三个阶段。第一，被嘲笑。第二，被接连不断反对。第三，被认可且是不单是的。”——Arthur Schopenhauer网状RNA是持续持续发展的深入研究热点。近日，加拿大Brandeis私立大学动若无系的Sebastian Kadener等人在EMBO上综述了网状RNA的深入研究进展。BioArt对其顺利进行了编译，以飨读者。网状RNA（circular RNA， circRNA）是由反转摄像（back-splicing）过程造成的共价闭通网状RNA。其很强酿酒酵母那时候独特，形态上激进，一个组织专一性隐含有，更高度牢固，可在骨骼肌一个组织那时候随衰累积等特点。并且，circRNA可以通过挑战摄像方式为与其实际上相同的二阶RNA催化反应顺利进行底若无调控。在在的报导得出结论它还很强环己烷调控新的功能：某些circRNAs能与microRNAs粒子，一些可被翻译者，调控免疫和行为。本文综述了类动若无circRNAs迄今为止可知的知识，总结了circRNAs潜在新的功能的最新的见解，起源的概念，以及本科技领域有可能的预见方向。依然到现在见到：1976年，Sanger首次在类病毒那时候见到了单链共价闭通网状的RNA小分子。第二份深入研究是1979年Hsu描绘了没有权利内侧的网状RNA的存有。是从：零星的深入研究证实circRNAs是从于内源RNA。首篇此类报导是在1991年，偶然见到结肠癌遗传若无质纠正（DCC）频发了非定格摄像方式为 (“scrambled exons”) 激活命周期性。随后，又见到了动若无EST-1和Sry遗传若无质也有近似于周期性，显然这些很强scrambled exons的无polyA RNA都是circRNA。并且见到circSry很强一个组织专一性，且存有于3个实际上相同的血清群落。造成：在年中的几年那时候，少量深入研究提不止了这些小分子造成的有可能必要。这还包括了假设：反转段落对Sry的烯烃是不必的；以及见到circRNA可以在体外通过核提取若无造成。形态学：随后的90中期末期到20世纪以前，深入研究见到多种遗传若无质可以造成circRNAs，并且对推合于的circRNAs顺利进行了简单形态学为scrambled-exon，核苷酸重排催化反应（exon-shuffling products），或者只是“非二阶mRNA”。此一时期的深入研究虽然显然这些网状RNA小分子的存有，但是对其潜在的影响并未充分认识。爆发式深入研究：大约在2010年开始，RNA-seq新的技术的持续发展以及专门的计算管路开发新的，了circRNA 深入研究。在2010年后期，见到多细体类动若无那时候很强数以百计种circRNA，其那时候多数是更高隐含有的，但是有些是更高丰度的。而且，在许多情形，如circSry可以是该细菇遗传若无质（host gene）的主要催化反应。2013年的两篇文章除了显然多种哺乳类动若无那时候存有数以百计circRNA大多（野也有春天，小杂志带进大热门科技领域），还证实CDR1as (ciRS-7) 和circSry，必需结通并调控特合于microRNA的活命性！另外，许多兼职都得出结论在动若无，鼠，蝙蝠那时候circRNAs是一个组织和胚胎发育时空专一性隐含有的。这些深入研究还描绘了认合于与合于性circRNAs的大胆步骤。比如，分析RNase R格式化后的无polyA circRNAs富集月刊少年。这个步骤必需富集circRNAs，也能界合于真正的circRNAs和含有scrambled exons的mRNAs。由于circRNAs junction的独特若无理性质，对其认合于和合于量需一般来说设计的动若无信息学计算管路。现而今，之前存有大量的管路可以编者和量化circRNAs。值得注意的是新的circRNAs侦测步骤和管路也能侦测潜在的circRNAs实质上星型摄像的存有。一个组织专一性与胚胎发育阶段专一性：持续持续发展，circRNAs的一个组织专一性和曾受胚胎发育阶段调控而造成的若无理性质被证实。三份法理兼职得出结论多种circRNAs在人脑那时候更高丰度存有，并且随着骨骼肌实质上矛盾和胚胎发育日益增加。而且，circRNAs造成被骨骼肌元活命动调控，而且在骨骼肌元体、神经纤维、骨骼肌元骨骼肌纤维那时候大量存有。circRNAs大多存有于骨骼肌一个组织的周期性在自愈类动若无那时候更为相对来说，积聚了大量的circRNAs，隐含有了circRNAs程度与细血液部矛盾不下呈负特别性。新的功能与调控：理论上，circRNAs可以底若无和环己烷发挥新的功能。2014年，Ashwal-Fluss见到circRNAs是与这两项摄像共激活命并且相互挑战的。因此，circRNAs的动若无频发引发了同一细菇遗传若无质mRNAs通成的减低。几个课题组认合于了核苷酸摄像和烯烃所需之若无，证实了烯烃信号适配在可烯烃核苷酸第8军团的生殖细体这样一来。Ashwal-Fluss也隐含有了调控蝙蝠那时候circMbl催化反应的增益调控环路的存有，在跳蚤那时候认合于了第一个策划核苷酸烯烃的亚基（摄像生若无体muscleblind， MBL）以及其脊椎类动若无同源若无muscleblind-like亚基1（MBNL1）。随后的兼职认合于了其他的RNA结通亚基RBPs必需在实际上相同系统对和动若无那时候依赖性核苷酸烯烃，还包括RNA核糖脱氨激酶（ADAR），quaking（QKI），FUS，核生若无体NF90/NF110，DHX9，表皮摄像调控亚基ESRP1，糖类/过氧化若无富含有亚基。之后，迄今为止的兼职之前解释了circRNAs与实际上相同系统对有数的特别性。在跳蚤人脑，血清和动若无细体那时候存有必需造成亚基质的都由circRNAs；有的circRNAs与免疫拥护特别；几份报告证实了circRNAs在血清和跳蚤人脑以及胰脏那时候很强新的功能；大量深入研究展示了circRNAs和癌症有关。这些持续发展说明了普遍认为对circRNAs的想法频发了明晰的偏离，呈现不止这个振奋人心和快速持续发展的科技领域踏入了时代转折点。1. circRNAs的造成1.1反转摄像必要核苷酸是从的circRNAs是通过反转摄像的特合于各种类型摄像方式为造成的，即一个5’摄像供体攻击中游3’摄像启动子，呈现出3’-5’磷酸二酯键造成一个网状的RNA小分子。尽管绝大多数酿酒酵母细体那时候circRNAs都是由摄像体造成，实际上相同动若无那时候的就其必要是实际上相同。与类动若无实际上相同，植若无那时候的circRNAs从很强更加短的互补遗传若无质序列甚至实际上没有基础性的总长生殖细体的第8军团范围内而来。无聊的是，古生菇那时候circRNAs的造成法理于摄像体，引发了各种各样的circRNAs，其那时候仅仅16%是从于字节遗传若无质以及更为少来自于核苷酸。多细体动若无那时候，先前报导得出结论摄像启动子第8军团于可烯烃核苷酸是最定格的，而且反转摄像是通过摄像体执行。无聊的是，circRNAs大多包涵有比较简单核苷酸而且多是从于字节核苷酸，特别是适配于亚基字节遗传若无质的5’UTR。这引发了反转摄像连通由字节遗传若无质序列到字节遗传若无质序列（CDS-CDS）和5’UTR-CDS组成，趋近包涵有遗传若无质的第二个核苷酸。这有可能与它们的动若无频发特别，需相较于平均而言更为总长和更为在新的技术上摄像的生殖细体；通常第一个生殖细体满足上述两个原则。在许多情形，circRNAs的造成由此而来有用的星型摄像决合于。一些遗传若无质造成多种星型摄像异构体以及circRNAs，这隐含有了反转摄像和星型摄像有可能是新的功能特别的。1.2 遗传若无质序列和亚基传动装置核苷酸烯烃核苷酸是从的circRNAs的造成强烈依赖以下大约一种必要：很强总长反转段落或结通RBPs的生殖细体。两种必要都将circRNAs第8军团的生殖细体们紧紧挨起来。多种动若无那时候，可烯烃核苷酸被总长生殖细体侧腹突入，这些生殖细体许多都富含有大量的反转互补一组。因此，生殖细体那时候反转互补段落的存有可以被用来预测核苷酸确实有有可能频发烯烃。实际上相同群落那时候，反转互补元件很强实际上相同的基序（motif）与丰度，对这些基序顺利进行遗传若无质序列核对请示了有可能的形态关联。此外，在生殖细体之有数和这样一来的反转段落元件的分布对circRNAs的需求量与各种类型很强重大影响。尽管第8军团生殖细体那时候总长反转段落作出贡献了核苷酸烯烃，这些生殖细体那时候存有的其他反转段落有可能会可抑制生殖细体有数的粒子（inter-intronic interactions），本来的是生殖细血液的粒子（intra-intronic interactions）。后者趋近可抑制核苷酸烯烃，有可能是通过生殖细体有数二级实质上结构挑战。RBPs内源性了另一种必要。并非所有第8军团富含有总长生殖细体的核苷酸都能被烯烃。许多可烯烃核苷酸第8军团生殖细体那时候不富含有反转段落，这强烈隐含有了存有核苷酸烯烃的其他必要。MBL与几个更高度激进的生殖细体启动子结通，作出贡献了其自身遗传若无质第二核苷酸的烯烃。mbl第二核苷酸第8军团的生殖细体包涵有了短反转段落，其实必需牢固生殖细体有数粒子，但是在依赖于MBL结通时有可能过强而很难作出贡献核苷酸烯烃。这强烈地隐含有了MBL作出贡献烯烃是通过结通到第8军团生殖细体从而作出贡献生殖细体-生殖细体有数粒子。MBL小分子有可能频发二聚化，把两个核苷酸内侧带到一起，从而摄像呈现出circRNA。其他RBPs，如QKI，FUS，ESRP1也能调控核苷酸烯烃。之后，跳蚤那时候laccase-2遗传若无质是从的circRNAs的动若无频发曾受到实际上相同RBPs的共同调控，如表征核糖核酸核亚基hnRNPs以及SR亚基，隐含有了给合于核苷酸的烯烃生产成本有可能是多种信号的整通结果。这种通过生殖细体-生殖细体粒子作出贡献烯烃频发大约部分由此而来二阶摄像的空有数位阻（steric inhibition）。那么，作出贡献或一夜中间RNA实质上结构的状况，有可能偏离circRNAs动若无通成。其实，在在兼职得出结论通过dsRNA特异核糖脱氨激酶ADAR主笔RNA，调控了circRNAs的通成。而且，RNA解旋激酶DHX9通过一夜中间基于ALU反转段落的二级实质上结构限制了circRNAs造成。DHX9与生总长生若无体游离的ADAR异构体（p150）单独粒子，呈现出的复通体一夜中间了RNA二级实质上结构，还包括许多必需作出贡献核苷酸烯烃的实质上结构。下调DHX9一点点了circRNAs。这其实是一个校正必要来减低circRNAs的广泛造成，隐含有了某些circRNAs不只是“加工局限性”或摄像噪声。部分涉及到dsRNA实质上结构不止现的心理情形也有可能偏离circRNAs通成。比如，免疫拥护生若无体NF90和NF110会调控circRNAs造成。无聊的是，这些亚基与激活命过程呈现出的dsRNA实质上结构频发粒子。NF90/NF110看来能牢固这种正向碱基RNA小分子，作出贡献了都由circRNAs的反转摄像。无聊的是，NF90结通启动子是丝氨酸独特于第8军团生殖细体的ALU motif。因此，这些核苷酸的烯烃也可曾受到ADAR和/或DHX9依赖性。1.3 circRNAs通成的依赖性circRNAs由RNA聚通激酶II激活命并且由摄像体造成。重要的是，许多呈现出circRNAs的核苷酸没有星型摄像，因此，一些更高丰度的circRNAs必需底若无调控mRNA的造成。除此之外，circRNAs的造成；还有与摄像有关，还与在新的技术上的硫化和polyA化特别。如果circRNAs的造成是与定格摄像挑战，那么偏离摄像生产成本有可能会调控circRNAs的造成。通过调控底若无摄像生若无体或偏离RNA 聚通激酶II激活命动力学（被认为可以依赖性星型摄像）可以偏离摄像生产成本。结果其实如此，下调大多摄像调控子如SR亚基SF2或两大摄像体元件（小核糖核酸核亚基颗粒U1亚单位70K和C）snRNP-U1-70K，snRNP-U1-C，preRNA加工8（Prp8，Slu7），细血液部矛盾周期素40（CDC40），将催化反应从二阶变为了circRNAs。同样，可抑制激活命中止增加了circRNAs通成。1.4 circRNAs的分解circRNAs没有权利内侧因此并不会通用诸多定格RNA分解途径。体外深入研究得出结论，大多数circRNAs都很强更为总长的半衰期（18.8-23.7h），而其二阶实际上相同若无是（4.0-7.4h）。circRNAs在血液有可能很强更为总长的半衰期，相比之下是不实质上矛盾细体，比如，人脑那时候随年龄增加的circRNAs积聚有可能是由此而来这些小分子的牢固性与不实质上矛盾若无理性质。与之相反，在更高速肝细胞器的细体那时候circRNAs看来不会积聚，有可能由此而来实质上矛盾快于造成引发的稀释关键作用。理论上，circRNAs分解有可能起始于一个核酸内切激酶，随后联通双链和内切。小RNA内源性的circRNAs分解是迄今为止为止认合于毫无疑问的circRNAs分解途径。然而，唯一的例子是CDR1as被miR-671分解。CDR1as的需求量被miR-671通过AGO2内源性的分解单独调控。无聊的是，CDR1as程度很有可能是通过摄像被miR-7调控的，并且依赖miR-671。在在的一份深入研究隐含有RNA修饰（m6A）作出贡献了潜在可分解circRNAs的核酸内切激酶的招募。另一项深入研究见到HeLab细体迅即poly（I：C）处理事件或EMCV感染即频发整体circRNAs的分解。两种处理事件都引发了内切真核肝细胞激酶Rnase L的激活命以及circRNAs的分解。除了分解，circRNAs有可能被细体外分泌。几项深入研究侦测了外泌体那时候的circRNAs。然而，亦然不清楚确实circRNAs的分泌对增大其血液程度有成就。或者，circRNAs分泌有可能呈现出了一个国际交流必要。总的来说，毕竟日益增加的迹象结果显示circRNAs是新的功能小分子，它的分解、体外运输工具均会是预见深入研究的重要问题。2. circRNAs的特质和性质2.1 circRNAs的形态激进性circRNAs存有于绝大多数动若无那时候。它们是如何形态的？circRNAs激进性有多个新的技术性。第一个是直系同源orthologous或旁系同源paralogous启动子都可造成circRNAs。某些circRNAs造成于实际上相同群落那时候同样的或相同的核苷酸。这种情形，激进性有可能限于circRNAs第8军团的部分摄像启动子。一份通过mapping烯烃摄像启动子的深入研究分析了从动若无和血清人脑是从的circRNAs，结果得出结论，大约1/3侦测的circRNAs共享两个摄像启动子，1/3共享一个摄像启动子，得出结论了在哺乳类动若无人脑那时候更加更高度的激进性。之后一个程度是circRNAs内新的功能元件的激进性。这有可能还包括了RBPs结通启动子，miRNA，或circRNAs内新的并不一定二级实质上结构所必需元件。比如，Rybak见到了短反转段落遗传若无质序列（某些有可能是RBP结通启动子）在circRNAs核苷酸那时候富集，指不止了烯烃核苷酸那时候更为更高程度的激进性。2.2一个组织或胚胎发育阶段以及亚细体适配专一性隐含有造成circRNAs的遗传若无质富含有人脑特别遗传若无质。因此，骨骼肌一个组织那时候富含有circRNAs也就不奇怪了。circRNAs独特于CNS那时候是所有深入研究群落那时候的大多特质。CNS那时候circRNAs的显着独特有可能由此而来1个或多个状况。首先，人脑，更为特别的，在整个身体那时候骨骼肌元表现不止最更高程度的星型摄像。而circRNAs的动若无通成可以被合于义为一种一般来说各种类型的星型摄像。第二，circRNAs半衰期总长，并且骨骼肌元并不一定不会实质上矛盾，circRNAs理论上可以在人脑胚胎发育和自愈过程那时候不断积聚甚至在新的技术上不下造成。circRNAs在血清蝙蝠那时候随着自愈在人脑那时候大量累积，隐含有了circRNAs有可能策划自愈特别的人脑疾病。在细体激活命不下与circRNAs需求量之有数存有强烈的负特别。因此，积聚有可能是人脑那时候更高程度circRNAs主要的原因。circRNAs另外一个无聊若无理性质是其亚细体适配。circRNAs主要适配于细体质那时候。而且，报导结果显示骨骼肌元那时候circRNAs适配在小脑，神经纤维和骨骼肌元体。无聊的是，一些circRNAs表现不止胚胎发育阶段特异的核-质转换适配。在在的深入研究认合于了跳蚤Hel25E和动若无UAP49/56作为circRNAs体细体输不止的关键生若无体，并且以依赖circRNAs总长度的方式为关键作用。在绝大多数情形，circRNAs计有的唯一的特质就是网状若无理性质，核苷酸连通复通若无的存有，以及不存有头上实质上结构和polyA颈部。因此，识别和外输的必要不必不仅更高度特异于一般来说circRNAs也不必识别一个或多个这些特质。circRNAs适配到小脑，神经纤维以及骨骼肌元也是很那时候的。亦然不清楚这种适配是由于合于向运输工具还是辐射后扣留。有利于的遗传和有机体实验者需说明传动装置circRNAs在骨骼肌元那时候亚细体适配的必要。迄今为止为止，亦然没有深入研究依靠活命细体图像调查circRNAs催化反应和运输工具，而此类步骤则会是核查这些假说的关键。而且，这个科技领域几乎依赖于对实际上相同血液区室那时候circRNAs小分子为数和各种类型的准确描绘。2.3 circRNA作为miRNA新的功能的调控子一些总长非字节RNA可以通过丝氨酸导电（sponging）调控miRNA程度和/或活命性。深入研究得出结论某些circRNAs富含有许多miRNA结通启动子，推断出这些circRNAs也可以作为miRNA很薄。比如，CDR1as很强73个seed-binding 启动子对miR-7，并且，AGO2 CLIP数据资料得出结论其实有许多miR-7结通到了这些启动子上。CDR1as敲除血清那时候miR-7程度倾向但显站立下降，而miR-671增加，隐含有了这个circRNAs的存有牢固了miR-7，而使miR-671不牢固。因此，CDR1as有可能在某些信号下调控了miR-7的存储和释放。CDR1as也必需运输工具和释放miR-7到一般来说血液隔室，调控miR-7新的功能。这个新的功能有可能在预见被依靠来运输工具基于miRNA的治疗。虽然对circRNAs遗传若无质序列实际上的侦测以及AGO2 PAR-CLIP数据资料的分析揭示了绝大多数circRNAs不会广泛结通到miRNA，几乎有其他例子如circSry，circHIPK，circFOXO3，circITCH，circBIRC6，它们都能与miRNA结通发挥新的并不一定关键作用。依靠AGO-RIP和CLIP新的技术对侦测确实存有circRNAs与miRNA有数单独粒子格外关键。构建敲除和敲更高细体系深入研究circRNAs与推合于的miRNA新的功能和程度有数粒子也很重要。2.4 circRNAs的翻译者2017年，几个课题组报导了circRNAs可被翻译者。无聊的是，可翻译者circRNAs趋向于适用与细菇遗传若无质同样的起始肽链，而中止肽链则是形态激进的且特异于网状ORF。该深入研究还见到circRNAs是被肝细胞膜催化的核糖核酸体翻译者。另外的深入研究见到起始肽链中游的RRACH基序(R=G or A； H=A， C or U) 那时候的A被丝氨酸时，可以提更高circRNAs的翻译者。由于circRNAs不含有5’头上，它的翻译者是头上法理的。其实，某些翻译者circRNAs很强实质上核糖核酸体踏入启动子（IRES），必需在血液和体外以头上法理的方式为翻译者。无聊的是，绝大多数circRNAs预测的是与其细菇遗传若无质字节亚基质的N内侧范围内保持一致。这种变总长了的亚基质有可能会依赖性可抑制其mRNA东端实际上相同若无。激活命生若无体Mef2有可能就是一个例子。毕竟这个科技领域的快速持续发展，我们预期在年中几年就能看到circRNAs翻译者以及造成的心理波动的深入研究不止现。3. circRNAs 作为圈套、运输工具器或木板由于circRNAs必需总长时有数存有以及结通RBPs，它们必需作为这些生若无体的蜘蛛网或者仓储子。在某些情形，circRNAs和细菇遗传若无质亚基可单独或有数接地顺利进行交互关键作用。circMbl看来就是如此，它有可能就屏障/仓储了MBL亚基。这是假合于的circMbl增益调控环路的一个组分。2016年，一项深入研究首次得出结论circANRILl可以作为一个亚基木板。在NIH3T3血清成纤维细体，circFOXO3被见到能分别与p21和CDK2粒子。circFOXO3-p21-CDK2三元复通若无的呈现出阻碍了CDK2的新的功能，随后可抑制了细体周期程序在。3.1分析circRNAs的血液新的功能深入研究见到，敲除CDR1as造成了骨骼肌松弛特别的动若无学表型。cia-cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 通常更高隐含有于总长期培养HSC体细体那时候，必需结通cGAS，阻碍了它的激活命。Cas9敲除cia-cGAS下游的第8军团生殖细体那时候反转互补遗传若无质序列可抑制其隐含有后，cia-cGAS局限性血清那时候总长程HSC细体群体减低，并且上升了胰脏那时候type I生总长生若无体的生产量，最终引发干细体耗竭。最新的深入研究得出结论，适用遗传字节的shRNA针对反转摄像连通敲更高circMbl。当全身敲更高circMbl时，引发遗传若无质隐含有偏离，**发育致死，行为局限性，翅膀姿势及飞行的局限性。当敲更高CNS那时候的circMbl时，引发了不也就是说的骨骼肌元新的功能。3.2 circRNAs的其他潜在新的功能circRNAs有可能还有什么样的小分子新的功能呢？circRNA很强一个最让人感兴趣的特质即极其牢固并且随时有数积聚。因此，circRNAs可以作为细体激活命历史的小分子潜意识小分子或者“飞行记录器”。从动若无化学观念来看，总长时有数存有的circRNA有可能作为很强亚基字节潜能的存储库。迅即胚胎发育偏离或唆使，这些存储器有可能被翻译者为调控唆使拥护或心理偏离的亚基质。骨骼肌元那时候circRNA的本底翻译者有可能是更加重要的。因为circRNAs结通与RBPs，如miRNAs一样，circRNAs有可能通过结通，呈递和释放它们的船运到一般来说血液区室而缺少。更为有利于地毕竟circRNAs存有于囊泡，它们可以被运输工具到整个身体，然后被一般来说一个组织交还，作为信号小分子缺少。另外，一个circRNA可以承载1个或几个船运小分子（miRNA，RBPs），因此可以作为药若无运输工具释放的多种形式。4.结论与预见本文综述那时候依然的深入研究，得出结论circRNAs很强多种新的功能，可以作为亚基木板，招募其他各种类型RNA，并且通过结通miRNAs影响激活命沉默、翻译者和特异mRNA的分解；骨骼肌元那时候circRNAs的不圆锥分布隐含有了单独细体有数运输工具的有有可能；circRNAs必需字节从到亚基，虽然迄今为止并不知道绝大多数有可能的亚基的心理新的功能，很有有可能他们会与其细菇遗传若无质二阶RNA字节东端亚基共享某些并能。由于RNA新的技术的稳步持续发展，我们预期年中circRNAs科技领域则会有相当程度的持续发展。有利于的对circRNAs适配，仓储，活命细血液分解，比较简单的circRNAs粒子组，以及单细体研究成果的理解都将在这个科技领域取得进步。类似不止处：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.