放射状RNA的过去，现在与未来

“所有的理性都个人经历三个阶段。第一，被轻蔑。第二，被激烈反对。第三，被认定且是突显的。”——Arthur Schopenhauer环RNA是近些年的数据集分析热点。近日，美国Brandeis大学人类文明系的Sebastian Kadener等人在EMBO上系统设计性了环RNA的数据集分析进展。BioArt对其开展了载入，以飨读者。环RNA（circular RNA， circRNA）是由也就是说编导（back-splicing）更进一步造并成了的合计价闭合环RNA。其带有真反应器之前丰富，人类文明上保守，组合并成员织抗原强调，整躯稳定，可在神经组合并成员织之前随精神状态而翻倍等特点。并且，circRNA可以通过竞争性编导形式与其对应的频域RNA副产物开展烯烃调控。近来的一新闻报道断言它还带有反式调控一新功能：某些circRNAs能与microRNAs交互作用，一些可被译并成，调控免疫系统设计反应和行为。本文系统设计性了生物circRNAs现有仅有的基础知识，总结了circRNAs潜在一新功能的当前论点，起源的概念，以及本各个领域这样一来的预见朝著。过去到过去发掘出：1976年，Sanger首次在类病毒之前发掘出了螺旋形合计价闭合环的RNA小分三子。第二份数据集分析是1979年Hsu描绘了不则会自由人下侧的环RNA的少见存在。举例来说：零星的数据集分析确认circRNAs来叫作内源RNA。首篇此类一新闻报道是在1991年，巧合发掘出结肠癌基因序列缺失（DCC）遭遇了非精华编导形式 (“scrambled exons”) 核苷酸现象。随后，又发掘出了人类文明EST-1和Sry基因序列也有类似现象，断言这些带有scrambled exons的无polyA RNA都是circRNA。并且发掘出circSry带有组合并成员织抗原，且少见存在于3个相异的血清群落。造并成了：在年中的几年底下，少量数据集分析提出了这些小分三子造并成了的这样一来程序。这有数了假设：也就是说以此类推对Sry的醛是才会的；以及发掘出circRNA可以在活命躯通过反应器甜菜造并成了。定义：随后的9020世纪末期到20世纪初，数据集分析发掘出多种基因序列可以造并成了circRNAs，并且对推定的circRNAs开展了简单定义为scrambled-exon，肽链重排副产物（exon-shuffling products），或者只是“非频域mRNA”。此时期的数据集分析虽然断言了这些环RNA小分三子的少见存在，但是对其潜在的不良影响并未充分认识。爆发式数据集分析：都是在2010年开始，RNA-seq最重要技术的转变以及除此以外的推算管路技术开发，发生爆炸了circRNA 数据集分析。在2010年早期，发掘出多躯细胞生物之前带有数以万计种circRNA，其之前多数是偏高强调的，但是有些是高丰度的。而且，在许多才则会，如circSry可以是该躯内基因序列（host gene）的主要副产物。2013年的两篇篇文章除了断言多种灵长类之前少见存在数以万计circRNA以外（野百合也有春天，小杂志开启大所受欢迎各个领域），还确认CDR1as (ciRS-7) 和circSry，才会建构并调控特定microRNA的活命性！另外，许多管理工作都断言在人类文明，鼠，蟋蟀之前circRNAs是组合并成员织和胚胎发育时空抗原强调的。这些数据集分析还描绘了认定与定性circRNAs的一新奇形式。比如，分析形式RNase R预妥善处理后的无polyA circRNAs非金属文库。这个形式才会非金属circRNAs，也能对应显然的circRNAs和含scrambled exons的mRNAs。由于circRNAs junction的契合特性，对其认定和定量所需一般来说设计的人类文明信息学推算管路。现而今，已经少见存在大量的管路可以注释和量化circRNAs。都有的是一新circRNAs检查形式和管路也能检查潜在的circRNAs实际上非对称编导的少见存在。组合并成员织抗原与胚胎发育阶段抗原：近些年，circRNAs的组合并成员织抗原和所受胚胎发育阶段调控而造并成了的特性被确认。四份分立管理工作断言多种circRNAs在人脑之前高丰度少见存在，并且随着神经分化和胚胎发育日益减低。而且，circRNAs造并成了被皮凝活命动调控，而且在动作电位躯、人脑皮层、动作电位神经纤维之前大量少见存在。circRNAs少见少见存在于神经组合并成员织的现象在精神状态生物之前更是明显，积聚了大量的circRNAs，显然了circRNAs水准与凋亡率呈负无关性。一新功能与调控：理论上，circRNAs可以烯烃和反式发挥一新功能。2014年，Ashwal-Fluss发掘出circRNAs是与常规编导合计核苷酸并且总括的。因此，circRNAs的人类文明遭遇引致了同一躯内基因序列mRNAs合并成的减低。几个课题组合并成员认定了肽链编导和醛所所需之物，确认了醛波形出发点在可醛肽链南翼的碱基之内。Ashwal-Fluss也显然了调控蟋蟀之前circMbl副产物的负反馈调控环路的少见存在，在灵高约类之前认定了第一个直接参与肽链醛的肽（编导表征muscleblind， MBL）以及其脊椎生物分化并成物muscleblind-like肽1（MBNL1）。随后的管理工作认定了其他的RNA建构肽RBPs才会在相异系统设计和人类文明之前调控肽链醛，有数RNA谷胱甘肽脱氨核糖躯（ADAR），quaking（QKI），FUS，反应器表征NF90/NF110，DHX9，表皮编导调控肽ESRP1，丝氨酸/其会蕴含肽。最终，现有的管理工作已经解释了circRNAs与相异系统设计时有的无关性。在灵高约类人脑，血清和人类文明躯细胞之前少见存在才会造并成了肽凝的四组合并成员circRNAs；有的circRNAs与免疫系统设计响应无关；几份通报确认了circRNAs在血清和灵高约类人脑以及恶性肿瘤之前带有一新功能；大量数据集分析展现了circRNAs和肺癌有关。这些转变所述科学研究对circRNAs的看法遭遇了准确的扭转，呈现出这个振奋人心和慢速转变的各个领域踏入了时代世纪之交。1. circRNAs的造并成了1.1也就是说编导程序肽链举例来说的circRNAs是通过也就是说编导的特定各种类型编导形式造并成了的，即一个5’编导供躯袭击南岸3’编导残基，转变并成3’-5’酚类化学键造并成了一个环的RNA小分三子。尽管绝大多数真反应器躯细胞之前circRNAs都是由编导躯造并成了，相异人类文明之前的具躯程序是相异。与生物相异，植物之前的circRNAs从带有颇为较短的二者之时有小分子甚至完全不则会二者之时有性的高约碱基的南翼周围而来。无聊的是，古生酵母之前circRNAs的造并成了分立于编导躯，引致了各种各样的circRNAs，其之前仅仅16%来叫作编码方式基因序列以及更是少来自于肽链。多躯细胞人类文明之前，此前一新闻报道断言编导残基南翼于可醛肽链是最精华的，而且也就是说编导是通过编导躯指派。无聊的是，circRNAs少见还有数明晰肽链而且多来叫作编码方式肽链，特别是出发点处肽编码方式基因序列的5’UTR。这引致了也就是说编导连接起来由编码方式小分子到编码方式小分子（CDS-CDS）和5’UTR-CDS组合并成员并成，日趋还有数基因序列的第二个肽链。这这样一来与它们的人类文明遭遇无关，所需相较于平均而言更是高约和更是偏高效编导的碱基；不一定第一个碱基满足上述两个原则。在许多才则会，circRNAs的造并成了叫作复杂的非对称编导要求。一些基因序列造并成了多种非对称编导手性以及circRNAs，这显然了也就是说编导和非对称编导这样一来是一新功能无关的。1.2 小分子和肽驱动肽链醛肽链举例来说的circRNAs的造并成了倾向倚赖以下仅仅一种程序：带有高约也就是说以此类推或建构RBPs的碱基。两种程序都将circRNAs南翼的碱基们紧紧挑起来。多种人类文明之前，可醛肽链被高约碱基侧腹围困，这些碱基许多都含大量的也就是说二者之时有配对。因此，碱基之前也就是说二者之时有以此类推的少见存在可以被用来预测肽链到底有这样一来遭遇醛。相异群落之前，也就是说二者之时有积躯电路带有相异的基序（motif）与丰度，对这些基序开展小分子比对指示了这样一来的人类文明关系。此外，在碱基之时有和之内的也就是说以此类推积躯电路的常见于对circRNAs的数量与各种类型带有灾难性不良影响。尽管南翼碱基之前高约也就是说以此类推促使了肽链醛，这些碱基之前少见存在的其他也就是说以此类推这样一来则会减缓碱基时有的交互作用（inter-intronic interactions），在此之后的是碱基内的交互作用（intra-intronic interactions）。后者日趋减缓肽链醛，这样一来是通过碱基时有二级骨架竞争性。RBPs酪氨酸了另一种程序。并非所有南翼含高约碱基的肽链都能被醛。许多可醛肽链南翼碱基之前分别为也就是说以此类推，这倾向显然了少见存在肽链醛的其他程序。MBL与几个整躯保守的碱基残基建构，促使了其自身基因序列第二肽链的醛。mbl第二肽链南翼的碱基还有数了较短也就是说以此类推，也许才会稳定碱基时有交互作用，但是在倚赖MBL建构时这样一来太弱而没法促使肽链醛。这倾向地显然了MBL促使醛是通过建构到南翼碱基从而促使碱基-碱基时有交互作用。MBL小分三子这样一来遭遇二聚化，把两个肽链下侧带到两人，从而编导转变并成circRNA。其他RBPs，如QKI，FUS，ESRP1也能调控肽链醛。最终，灵高约类之前laccase-2基因序列举例来说的circRNAs的人类文明遭遇所受到相异RBPs的合计同调控，如异凝反应器糖反应器肽hnRNPs以及SR肽，显然了任意肽链的醛稳定性这样一来是多种波形的统合结果。这种通过碱基-碱基交互作用促使醛遭遇仅仅大部分叫作频域编导的空时有位阻（steric inhibition）。那么，促使或再加RNA骨架的因素，这样一来扭转circRNAs人类文明合并成。或许，近来管理工作断言通过dsRNA特异谷胱甘肽脱氨核糖躯ADAR出版人RNA，调控了circRNAs的合并成。而且，RNA解旋核糖躯DHX9通过再加基于ALU也就是说以此类推的二级骨架限制了circRNAs造并成了。DHX9与干扰素诱导的ADAR手性（p150）单独交互作用，转变并成的一个大再加了RNA二级骨架，有数许多才会促使肽链醛的骨架。降至DHX9大大的了circRNAs。这也许是一个校正程序来减低circRNAs的普遍造并成了，显然了某些circRNAs不只是“研磨毛病”或编导噪声。大部分涉及到dsRNA骨架显现出来的内分泌情形也这样一来扭转circRNAs合并成。比如，免疫系统设计响应表征NF90和NF110则会调控circRNAs造并成了。无聊的是，这些肽与核苷酸更进一步转变并成的dsRNA骨架遭遇交互作用。NF90/NF110有点能稳定这种瞬时小分子RNA小分三子，促使了四组合并成员circRNAs的也就是说编导。无聊的是，NF90建构残基是丝氨酸丰富于南翼碱基的ALU motif。因此，这些肽链的醛也可所受到ADAR和/或DHX9调控。1.3 circRNAs合并成的调控circRNAs由RNA聚合核糖躯II核苷酸并且由编导躯造并成了。不可忽视的是，许多转变并成circRNAs的肽链不则会非对称编导，因此，一些高丰度的circRNAs才会烯烃调控mRNA的造并成了。除此之外，circRNAs的造并成了不止与编导有关，还与偏高效的聚合和polyA化无关。如果circRNAs的造并成了是与精华编导竞争性，那么扭转编导稳定性这样一来则会调控circRNAs的造并成了。通过调控烯烃编导表征或扭转RNA 聚合核糖躯II核苷酸动力学（被认为可以调控非对称编导）可以扭转编导稳定性。结果或许如此，降至少见编导调控三子如SR肽SF2或反应器心编导躯积躯电路（小反应器糖反应器肽胶躯U1亚为单位70K和C）snRNP-U1-70K，snRNP-U1-C，preRNA研磨8（Prp8，Slu7），凋亡周期素40（CDC40），将副产物从频域变并成了circRNAs。举例来说，减缓核苷酸暂时中止减低了circRNAs合并成。1.4 circRNAs的交联circRNAs不则会自由人下侧因此并不能常用诸多精华RNA交联时有接地。活命躯数据集分析断言，大多数circRNAs都带有更是高约的钫（18.8-23.7h），而其频域对应物是（4.0-7.4h）。circRNAs在母躯这样一来带有更是高约的钫，尤其是不内斗躯细胞，比如，人脑之前随年龄减低的circRNAs积聚这样一来是叫作这些小分三子的稳定度与不内斗特性。与之相反，在高速增殖的躯细胞之前circRNAs有点不则会积聚，这样一来叫作内斗慢于造并成了引致的稀释作用。理论上，circRNAs交联这样一来起始于一个反应器酸内切核糖躯，随后倡议过氧化物和内切。小RNA酪氨酸的circRNAs交联是现有为止认定众所周知的circRNAs交联时有接地。然而，唯一的例三子是CDR1as被miR-671交联。CDR1as的数量被miR-671通过AGO2酪氨酸的交联单独调控。无聊的是，CDR1as水准很这样一来是通过编导被miR-7调控的，并且倚赖于miR-671。近来的一份数据集分析显然RNA修饰（m6A）促使了潜在可交联circRNAs的反应器酸内切核糖躯的招集。另一项数据集分析发掘出HeLab躯细胞从此以后poly（I：C）妥善处理或EMCV感染即遭遇整躯circRNAs的交联。两种妥善处理都引致了内切反应器糖反应器酸核糖躯Rnase L的抑制命以及circRNAs的交联。除了交联，circRNAs这样一来被躯细胞外增生。几项数据集分析检查了外泌躯之前的circRNAs。然而，尚能不明确到底circRNAs的增生对降偏高其胞内水准有成就。或者，circRNAs增生这样一来转变并成了一个交流程序。总的来说，毕竟日益减低的证据揭示circRNAs是一新功能小分三子，它的交联、胞外海上运输都则会是预见数据集分析的不可忽视问题。2. circRNAs的基本特征和性凝2.1 circRNAs的人类文明表征circRNAs少见存在于绝大多数人类文明之前。它们是如何人类文明的？circRNAs表征有多个各个方面。第一个是直系分化并成orthologous或旁系分化并成paralogous残基都可造并成了circRNAs。某些circRNAs造并成了于相异群落之前举例来说的或相异的肽链。这种才则会，表征这样一来扩展circRNAs南翼的大部分编导残基。一份通过mapping醛编导残基的数据集分析分析形式了从人类文明和血清人脑举例来说的circRNAs，结果断言，约1/3检查的circRNAs相关联两个编导残基，1/3相关联一个编导残基，断言了在灵长类人脑之前颇为整躯的表征。最终一个水准是circRNAs内一新功能积躯电路的表征。这这样一来有数了RBPs建构残基，miRNA，或circRNAs内一新功能性二级骨架所必需积躯电路。比如，Rybak发掘出了较短也就是说以此类推小分子（某些这样一来是RBP建构残基）在circRNAs肽链之前非金属，指出了醛肽链之前更是高水准的表征。2.2组合并成员织或胚胎发育阶段以及亚躯细胞出发点抗原强调造并成了circRNAs的基因序列蕴含人脑无关基因序列。因此，神经组合并成员织之前蕴含circRNAs也就不奇怪了。circRNAs丰富于CNS之前是所有数据集分析群落之前的少见基本特征。CNS之前circRNAs的显着丰富这样一来叫作1个或多个因素。首先，人脑，更是特别的，在整个四肢之前皮凝显出出略低于水准的非对称编导。而circRNAs的人类文明合并成可以被定义为一种一般来说各种类型的非对称编导。第二，circRNAs钫高约，并且皮凝；也不则会内斗，circRNAs理论上可以在人脑胚胎发育和精神状态更进一步之前随之积聚甚至偏高稳定性造并成了。circRNAs在血清蟋蟀之前随着精神状态在人脑之前大量翻倍，显然了circRNAs这样一来直接参与精神状态无关的人脑病因。在躯细胞复制率与circRNAs数量之时有少见存在倾向的负无关。因此，积聚这样一来是人脑之前高水准circRNAs主要的原因。circRNAs另外一个无聊特性是其亚躯细胞出发点。circRNAs主要出发点处躯细胞凝之前。而且，一新闻报道揭示皮凝之前circRNAs出发点在脊髓，人脑皮层和动作电位躯。无聊的是，一些circRNAs显出出胚胎发育阶段特异的反应器-凝转换出发点。近来的数据集分析认定了灵高约类Hel25E和人类文明UAP49/56作为circRNAs躯细胞反应器反向的关化学键表征，并且以倚赖circRNAs高约度的形式作用。在绝大多数才则会，circRNAs合计有的唯一的基本特征就是环特性，肽链连接起来核糖躯的少见存在，以及不少见存在帽三子骨架和polyA尾巴。因此，识别和外输的程序才会不仅整躯特异于一般来说circRNAs也才会识别一个或多个这些基本特征。circRNAs出发点到脊髓，人脑皮层以及动作电位也是很稀奇的。尚能不明确这种出发点是由于定向海上运输还是弥散后滞留。有利于的遗传和生化实验者所需阐明驱动circRNAs在皮凝之前亚躯细胞出发点的程序。现有为止，尚能不则会数据集分析利用活命躯细胞影像深入调查circRNAs副产物和海上运输，而此类形式必定则会是鉴定这些论据的关化学键。而且，这个各个领域几乎倚赖对相异胞内区室之前circRNAs小分三子数目和各种类型的精确描绘。2.3 circRNA作为miRNA一新功能的调控三子一些高约非编码方式RNA可以通过丝氨酸吸附（sponging）调控miRNA水准和/或活命性。数据集分析断言某些circRNAs含许多miRNA建构残基，断定这些circRNAs也可以作为miRNA海绵。比如，CDR1as带有73个seed-binding 残基对miR-7，并且，AGO2 CLIP数据集断言或许有许多miR-7建构到了这些残基上。CDR1as敲除血清之前miR-7水准温和但显着地下降，而miR-671减低，显然了这个circRNAs的少见存在稳定了miR-7，而使miR-671不稳定。因此，CDR1as这样一来在某些波形降至控了miR-7的传输和囚禁。CDR1as也才会海上运输和囚禁miR-7到一般来说胞内隔室，调控miR-7一新功能。这个一新功能这样一来在预见被利用来海上运输基于miRNA的治疗。虽然对circRNAs小分子完全的检查以及AGO2 PAR-CLIP数据集的分析形式揭示了绝大多数circRNAs不能普遍建构到miRNA，几乎有其他例三子如circSry，circHIPK，circFOXO3，circITCH，circBIRC6，它们都能与miRNA建构发挥一新功能性作用。利用AGO-RIP和CLIP最重要技术对检查到底少见存在circRNAs与miRNA时有单独交互作用极其关化学键。协作敲除和敲偏高躯细胞系数据集分析circRNAs与推定的miRNA一新功能和水准时有交互作用也很不可忽视。2.4 circRNAs的译并成2017年，几个课题组合并成员一新闻报道了circRNAs可被译并成。无聊的是，可译并成circRNAs趋向于应用于与躯内基因序列举例来说的起始密码三子，而暂时中止密码三子则是人类文明保守的且特异于环ORF。该数据集分析还发掘出circRNAs是被薄膜酪氨酸的反应器糖躯译并成。另外的数据集分析发掘出起始密码三子南岸的RRACH基序(R=G or A； H=A， C or U) 之前的A被转录时，可以提高circRNAs的译并成。由于circRNAs分别为5’帽三子，它的译并成是帽三子分立的。或许，某些译并成circRNAs带有实际上反应器糖躯踏入残基（IRES），才会在母躯和活命躯以帽三子分立的形式译并成。无聊的是，绝大多数circRNAs预测的多肽是与其躯内基因序列编码方式肽凝的N下侧周围完全一致。这种缩较短了的肽凝这样一来则会竞争性性减缓其mRNA全高约对应物。核苷酸表征Mef2这样一来就是一个例三子。毕竟这个各个领域的慢速转变，我们原定在年中几年就能看到circRNAs译并成以及造并成了多肽的内分泌效应的数据集分析显现出来。3. circRNAs 作为圈套、海上运输器或脚手架由于circRNAs才会高约时时有少见存在以及建构RBPs，它们才会作为这些表征的陷阱或者转运三子。在某些才则会，circRNAs和躯内基因序列肽可单独或时有接地开展交互作用。circMbl有点就是如此，它这样一来就阻隔/转运了MBL肽。这是比如说的circMbl负反馈调控环路的一个组合并成员分。2016年，一项数据集分析首次断言circANRILl可以作为一个肽脚手架。在NIH3T3血清并成纤维躯细胞，circFOXO3被发掘出能分别与p21和CDK2交互作用。circFOXO3-p21-CDK2三元核糖躯的转变并成阻碍了CDK2的一新功能，随后减缓了躯细胞周期进程。3.1评估circRNAs的母躯一新功能数据集分析发掘出，敲除CDR1as造并成了了神经松弛无关的行为学变异。cia-cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 不一定高强调于高约期培养出来HSC躯细胞反应器之前，才会建构cGAS，阻碍了它的抑制命。Cas9敲除cia-cGAS河段的南翼碱基之前也就是说二者之时有小分子减缓其强调后，cia-cGAS毛病血清之前高约程HSC躯细胞社则会群躯减低，并且升高了恶性肿瘤之前type I干扰素的产量，最终引致干躯细胞枯竭。当前数据集分析断言，应用于遗传编码方式的shRNA针对也就是说编导连接起来敲偏高circMbl。当脸部敲偏高circMbl时，引致基因序列强调扭转，**发育窒息，行为毛病，翅膀姿势及飞行的毛病。当敲偏高CNS之前的circMbl时，引致了不正常的动作电位一新功能。3.2 circRNAs的其他潜在一新功能circRNAs这样一来还有什么样的小分三子一新功能呢？circRNA带有一个令人着迷的基本特征即极其稳定并且随时时有积聚。因此，circRNAs可以作为躯细胞核苷酸历史的小分三子记忆小分三子或者“飞行记录器”。从内分泌学观点来看，高约时时有少见存在的circRNA这样一来作为带有肽编码方式潜能的传输库。从此以后胚胎发育扭转或唆使，这些传输器这样一来被译并成为调控唆使响应或内分泌扭转的肽凝。动作电位之前circRNA的本底译并成这样一来是颇为不可忽视的。因为circRNAs建构与RBPs，如miRNAs一样，circRNAs这样一来通过建构，呈递和囚禁它们的装卸到一般来说胞内区室而发挥作用。更是有利于地毕竟circRNAs少见存在于囊泡，它们可以被海上运输到整个四肢，然后被一般来说组合并成员织分派，作为波形小分三子发挥作用。另外，一个circRNA可以承载1个或几个装卸小分三子（miRNA，RBPs），因此可以作为药物海上运输囚禁的载躯。4.结论与预见本文系统设计性底下过去的数据集分析，断言circRNAs带有多种一新功能，可以作为肽脚手架，招集其他各种类型RNA，并且通过建构miRNAs不良影响核苷酸沉默、译并成和特异mRNA的交联；皮凝之前circRNAs的不对称常见于显然了单独躯细胞时有海上运输的这样一来性；circRNAs才会编码方式从多肽到肽，虽然现有并不知道绝大多数这样一来的肽的内分泌一新功能，很有这样一来他们则会与其躯内基因序列频域RNA编码方式全高约肽相关联某些战斗能力。由于RNA最重要技术的稳步转变，我们原定年中circRNAs各个领域必定则会有高约足的转变。有利于的对circRNAs出发点，转运，活命躯人体内交联，明晰的circRNAs交互作用组合并成员，以及单躯细胞图谱的理解都将在这个各个领域取得革一新。更是早记事：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.