circRNA成環，你真的了解么？

Circular RNAs（circRNAs）是一類具有閉合環狀結構的RNA序列。那麼，這類環狀的RNA序列到底是怎麼樣從RNA轉錄產物一步步形成環形結構呢？對於這樣一個過程，目前有哪些理論和假設來解釋？小編通過中科院生化細胞所非編碼研究大牛的綜述，和大家一起學習下這個過程。

circRNA來源不同，成環方式不同

根據circRNA序列的來源，主要分為兩大類，一類是由編碼基因的內含子成環，稱為Spliced Intron Lariats產物（ciRNAs）；另外一類是由編碼基因的外顯子區域而來，稱為Back-Spliced Exons產物。小編的理解呢，第一類可以算是RNA加工過程中的附帶產物，第二類是主動成環的RNA序列。而這兩種不同的來源，導致他們的具體成環由以下特點：

1. ciRNAs的成環

內含子來源的ciRNAs成環，依賴於5』供體的7-nt GU-rich原件和3』受體的11-nt C rich原件，這個是其主要的特徵。這兩個位置結合後，多餘的部分將會剪切掉，形成獨立的環形結構。如下圖：

ciRNA主要定位於細胞核中，已有研究發現他們可以通過 Pol II機制促進線性母基因的轉錄。因此，對於ciRNAs功能機制研究時，可以優先考慮母基因轉錄調控方向。

2.外顯子來源circRNAs成環

外顯子來源的circRNAs是目前發現的circRNAs中的大部分，區別於線性剪切的的最明顯特徵是由下游的5』ss和上游的3』ss通過3』，5』磷酸二酯鍵結合而來。具體的Back-splicing（反向剪接）過程，可由cis原件和trans因子兩種方式調控。什麼意思呢？cis指的是需要成環的外顯子通過延伸側翼序列的鹼基互補結合接近，再成環；trans指的是需要成環的外顯子延伸側翼序列被蛋白因子結合靠近，再成環。小編的理解呢，一個需要工具，一個自己搞定。如下圖：

那麼，接下來一個問題？兩個序列靠近後成環，這個過程是先於mRNA剪切先開始？還是反向剪接先開始呢？如下圖：

對於這兩個可能性，目前還缺乏足夠的證據，可能同時存在。但是，最近的基於4sUDRB-seq結果表明，內源的從mRNA前體反向剪接來的circRNA是很慢的，主要出現在轉錄後調控，即效率很低。這也與大部分的circRNAs表達丰度低於線性mRNA一致（當然，有一些表達水平還是高於mRNA的，這可能因為畢竟穩定，跟後期積累有關）。如下圖：

3.一個母基因對應多個circRNA

對於外顯子來源的circRNA，很多情況下，一個母基因會產生多個circRNA，這種情況，是與不同的外顯子結合有關。簡單來說呢，就是近端的外顯子和遠端的外顯子結合，都會形成circRNA。這種現象在人中發現的比較多，可能與人基因組中大量的Alu序列冗餘有關。如下圖：

當然，對於同樣兩個外顯子拼接來的circRNA，其內部的內含子是否會發生可變剪切，會導致產生不同的circRNA。如下圖：

好了，以上內容基本把circRNA形成環形結構這樣一個過程進行了比較詳細的分析。當然，具體哪種類型由哪種方式而來，還需要各位科研人員今後的大量實驗數據來證明。circRNA的成環，您是否了解的比以前更透徹了？

參考文獻：Wu H, Yang L, Chen LL. The Diversity of Long Noncoding RNAs and Their Generation. Trends Genet. 2017 Jun 16.

休閑娛樂時間

中午帶兒子和朋友吃飯，朋友先走後我們看見兒子的身體在那兒一直搖晃。我好奇：「你幹嘛呢？」兒子說：「我剛才在飯桌上聽張伯伯說我一晃就長大了。」

來源：新聞早報。

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