环状RNA的过去，过去与未来

“所有的真理都随之而来三个阶段。第一，被嘲笑。第二，被激烈反对者。第三，被认可且是足见的。”——Arthur Schopenhauer网状RNA是持续发展的研究者热点。据悉，美国Brandeis的学校生常为质系的Sebastian Kadener等人在EMBO上科学论文了网状RNA的研究者进展。BioArt对其展开了程序代码，以飨读者。网状RNA（circular RNA， circRNA）是由启动时剪辑（back-splicing）全过程造成了的合在一起共价闭合在一起网状RNA。其不具真氘之中比较丰富，演化时上保守，的组织基因表达隐含，相对于比较稳定，可在大脑的组织之中随衰累积到等特色。并且，circRNA可以通过常规剪辑方式与其相异的二阶RNA有机质展开官能团平衡。近期的引述断定它还不具反式平衡功用：某些circRNAs能与microRNAs基本粒子，一些可被翻译成，平衡抗病毒反应和道德上。本文科学论文了动常为circRNAs现有已知的知识，概述了circRNAs潜在功用的月所观点，起源的术语，以及本课题或许的未来方向。过往到现在推断出：1976年，Sanger首次在类病毒之中推断出了单链合在一起共价闭合在一起网状的RNA分叔父。第二份研究者是1979年Hsu了解到了无法自由下侧的网状RNA的存有。来源不明：零星的研究者推测circRNAs来叫作内源RNA。首篇此类引述是在1991年，偶然推断出结肠癌基因组缺少（DCC）再次发生了非经典电影剪辑方式 (“scrambled exons”) 核苷酸现象。随后，又推断出了进化EST-1和Sry基因组也有类似现象，证明这些不具scrambled exons的无polyA RNA都是circRNA。并且推断出circSry不具的组织基因表达，且存有于3个相同的小兔生境。造成了：在接下来的几年里头，较少量研究者提借助于了这些分叔父造成了的或许程序。这有数了假设：启动时单调对Sry的加成反应是才会的；以及推断出circRNA可以在排泄通过氘苯甲酸造成了。分类法：随后的9020世纪末期到20世纪年间，研究者推断出多种基因组可以造成了circRNAs，并且相异属的circRNAs展开了直观分类法为scrambled-exon，氘苷酸自由基有机质（exon-shuffling products），或者只是“非二阶mRNA”。此时期的研究者虽然显然这些网状RNA分叔父的存有，但是对其潜在的阻碍未有充分认识。爆发式研究者：大概在2010年开始，RNA-seq系统设计的拓展以及专门的近似值的水开发，了circRNA 研究者。在2010年早期，推断出多胺基酸动常为之中不具数以千计种circRNA，其之中多数是极低隐含的，但是有些是高丰度的。而且，在许多完全，如circSry可以是该肠道基因组（host gene）的主要有机质。2013年的两篇文章除了证明多种灵粗大类之中存有数以千计circRNA以外（野也有秋季，小月刊开启大热门课题），还推测CDR1as (ciRS-7) 和circSry，只能混合在一起并平衡特定microRNA的活命性！另外，许多实习都断定在进化，兔，蚂蚁之中circRNAs是的组织和发育视界基因表达隐含的。这些研究者还了解到了核对与定性circRNAs的新颖方法。比如，分析方法RNase R函数调用方式后的无polyA circRNAs可溶性月号。这个方法只能可溶性circRNAs，也能相异真正的circRNAs和含scrambled exons的mRNAs。由于circRNAs junction的独特功用性，对其核对和定量能够多种相同设计的生常为质信息学近似值的水。现而今，仍未存有大量的的水可以注释和量化时circRNAs。值得注意的是新circRNAs侦测方法和的水也能侦测潜在的circRNAs在表面上可调剪辑的存有。的组织基因表达与发育阶段基因表达：持续发展，circRNAs的的组织基因表达和颇受发育阶段平衡而造成了的功用性被推测。原于分立实习断定多种circRNAs在大脑元之中高丰度存有，并且随着大脑转变和发育日渐更高。而且，circRNAs造成了被大脑系统活命动平衡，而且在LTP质、棒状、LTP上皮细胞之中大量存有。circRNAs普遍存有于大脑的组织的现象在阿兹海默动常为之中更显著，积聚了大量的circRNAs，隐含了circRNAs系统设计水平与胺基酸分离亲率黄绿色负关的性。功用与平衡：意味著，circRNAs可以官能团和反式发挥功用。2014年，Ashwal-Fluss推断出circRNAs是与常规剪辑合在一起共核苷酸并且相互常规的。因此，circRNAs的生常为质再次发生造成了同一肠道基因组mRNAs氢化的更高。几个课题组核对了氘苷酸剪辑和加成反应所能够之常为，推测了加成反应接收器整合在一起在可加成反应氘苷酸后方的内含叔父之内。Ashwal-Fluss也隐含了平衡蚂蚁之中circMbl有机质的回授平衡环路的存有，在小鼠之中核对了第一个参与氘苷酸加成反应的亚基（剪辑因叔父muscleblind， MBL）以及其类动常为互补常为muscleblind-like亚基1（MBNL1）。随后的实习核对了其他的RNA混合在一起亚基RBPs只能在相同系统和生常为质之中催化时反应氘苷酸加成反应，有数RNA磷酸化时脱氨蛋白（ADAR），quaking（QKI），FUS，氘因叔父NF90/NF110，DHX9，腺质剪辑平衡亚基ESRP1，丝氨酸/精氨酸高含量亚基。再次，现有的实习仍未说明了了circRNAs与相同系统时有的关的性。在小鼠大脑元，小兔和进化胺基酸之中存有只能造成了亚基质的各别circRNAs；有的circRNAs与抗病毒响应关的；几份统计数据推测了circRNAs在小兔和小鼠大脑元以及自质之中不具功用；大量研究者展示了circRNAs和癌症有关。这些拓展说明了科学界对circRNAs的看法再次发生了准确的扭曲，黄绿色现借助于这个振奋人心和窄时间速拓展的课题进入了时代转折点。1. circRNAs的造成了1.1启动时剪辑程序氘苷酸来源不明的circRNAs是通过启动时剪辑的特定类型剪辑方式造成了的，即一个5’剪辑供质炮轰上游3’剪辑碱基，逐步形成3’-5’磷酸二酯键造成了一个网状的RNA分叔父。尽管绝大多数真氘胺基酸之中circRNAs都是由剪辑质造成了，相同生常为质之中的具质程序是相同。与动常为相同，植常为之中的circRNAs从不具非常窄的也就是说多肽甚至完全无法也就是说性的粗大内含叔父的后方区域而来。引人入胜的是，古生菌之中circRNAs的造成了分立于剪辑质，造成了各种各样的circRNAs，其之中仅仅16%来叫作区块基因组以及更较少来自于氘苷酸。多胺基酸生常为质之中，当初引述断定剪辑碱基后方于可加成反应氘苷酸是最经典电影的，而且启动时剪辑是通过剪辑质制订。引人入胜的是，circRNAs普遍相关联非常简单氘苷酸而且多来叫作区块氘苷酸，特别是整合在一起于亚基区块基因组的5’UTR。这造成了启动时剪辑连接由区块多肽到区块多肽（CDS-CDS）和5’UTR-CDS组合成，趋于相关联基因组的第二个氘苷酸。这或许与它们的生常为质再次发生关的，能够来得于平均而言更粗大和更极低效剪辑的内含叔父；通常第一个内含叔父满足上述两个法则。在许多完全，circRNAs的造成了叫作复杂的可调剪辑最终。一些基因组造成了多种可调剪辑异构质以及circRNAs，这隐含了启动时剪辑和可调剪辑或许是功用关的的。1.2 多肽和亚基驱动氘苷酸加成反应氘苷酸来源不明的circRNAs的造成了极端仰赖表列出据估计一种程序：不具粗大启动时单调或混合在一起RBPs的内含叔父。两种程序都将circRNAs后方的内含叔父们紧紧挨出去。多种生常为质之中，可加成反应氘苷酸被粗大内含叔父侧腹包围，这些内含叔父许多都含有大量的启动时也就是说配对。因此，内含叔父之中启动时也就是说单调的存有可以被用来预报氘苷酸有否有或许再次发生加成反应。相同生境之中，启动时也就是说电容器不具相同的基序（motif）与丰度，对这些基序展开多肽比对指示了或许的演化时亲密关系。此外，在内含叔父之时有和之内的启动时单调电容器的分布对circRNAs的总数与类型不具重大阻碍。尽管后方内含叔父之中粗大启动时单调有助于了氘苷酸加成反应，这些内含叔父之中存有的其他启动时单调或许会仰赖性内含叔父时有的基本粒子（inter-intronic interactions），取而代之的是内含叔父内的基本粒子（intra-intronic interactions）。后者趋于仰赖性氘苷酸加成反应，或许是通过内含叔父时有二级构造常规。RBPs仰赖性了另一种程序。并非所有后方含有粗大内含叔父的氘苷酸都能被加成反应。许多可加成反应氘苷酸后方内含叔父之中仅有有启动时单调，这极端隐含了存有氘苷酸加成反应的其他程序。MBL与几个相对于保守的内含叔父碱基混合在一起，有助于了其自身基因组第二氘苷酸的加成反应。mbl第二氘苷酸后方的内含叔父相关联了窄启动时单调，或许只能比较稳定内含叔父时有基本粒子，但是在缺乏MBL混合在一起时或许太弱而不足以有助于氘苷酸加成反应。这极端地隐含了MBL有助于加成反应是通过混合在一起到后方内含叔父从而有助于内含叔父-内含叔父时有基本粒子。MBL分叔父或许再次发生二聚化时，把两个氘苷酸下侧带到一起，从而剪辑逐步形成circRNA。其他RBPs，如QKI，FUS，ESRP1也能平衡氘苷酸加成反应。再次，小鼠之中laccase-2基因组来源不明的circRNAs的生常为质再次发生颇受到相同RBPs的联合在一起平衡，如异质氘糖氘亚基hnRNPs以及SR亚基，隐含了取值氘苷酸的加成反应效亲率或许是多种接收器的建构结果。这种通过内含叔父-内含叔父基本粒子有助于加成反应再次发生据估计大多叫作二阶剪辑的空时有位阻（steric inhibition）。那么，有助于或彻底改变RNA构造的因素，或许扭曲circRNAs生常为质氢化。不太可能，近期实习断定通过dsRNA特异磷酸化时脱氨蛋白ADAR编辑RNA，平衡了circRNAs的氢化。而且，RNA解旋蛋白DHX9通过彻底改变基于ALU启动时单调的二级构造限制了circRNAs造成了。DHX9与生长因子诱导的ADAR异构质（p150）同样基本粒子，逐步形成的复合在一起质彻底改变了RNA二级构造，有数许多只能有助于氘苷酸加成反应的构造。下调DHX9大大的了circRNAs。这或许是一个校正程序来更高circRNAs的国际上造成了，隐含了某些circRNAs不只是“原料毛病”或剪辑噪声。大多相关到dsRNA构造借助于现的环境因素情形也或许扭曲circRNAs氢化。比如，抗病毒响应因叔父NF90和NF110会平衡circRNAs造成了。引人入胜的是，这些亚基与核苷酸全过程逐步形成的dsRNA构造再次发生基本粒子。NF90/NF110看出去能比较稳定这种趋近质质RNA分叔父，有助于了各别circRNAs的启动时剪辑。引人入胜的是，NF90混合在一起碱基是胺类比较丰富于后方内含叔父的ALU motif。因此，这些氘苷酸的加成反应也可颇受到ADAR和/或DHX9催化时反应。1.3 circRNAs氢化的催化时反应circRNAs由RNA催化时反应II核苷酸并且由剪辑质造成了。极度重要的是，许多逐步形成circRNAs的氘苷酸无法可调剪辑，因此，一些高丰度的circRNAs只能官能团平衡mRNA的造成了。除此之外，circRNAs的造成了不止与剪辑有关，还与极低效的氢化和polyA化时关的。如果circRNAs的造成了是与经典电影剪辑常规，那么扭曲剪辑效亲率或许会平衡circRNAs的造成了。通过平衡官能团剪辑因叔父或扭曲RNA 催化时反应II核苷酸流质力学（被认为可以催化时反应可调剪辑）可以扭曲剪辑效亲率。结果不太可能如此，下调普遍剪辑平衡叔父如SR亚基SF2或氘心剪辑质电容器（小氘糖氘亚基颗粒U1亚一个单位70K和C）snRNP-U1-70K，snRNP-U1-C，preRNA原料8（Prp8，Slu7），胺基酸分离周期素40（CDC40），将有机质从二阶变成了circRNAs。某种程度，仰赖性核苷酸取消更高了circRNAs氢化。1.4 circRNAs的副产常为circRNAs无法自由下侧因此并只能通用诸多经典电影RNA副产常为间接地。排泄研究者断定，大多数circRNAs都不具更粗大的氙（18.8-23.7h），而其二阶相异常为是（4.0-7.4h）。circRNAs在质内或许不具更粗大的氙，尤其是不分离胺基酸，比如，大脑元之中随年龄更高的circRNAs积聚或许是叫作这些分叔父的比较稳定性与不分离功用性。与之相反，在高速增殖的胺基酸之中circRNAs看出去不想积聚，或许叫作分离窄时间于造成了造成的酒精关键作用。意味著，circRNAs副产常为或许起始于一个氘酸内切蛋白，随后重新组建丝氨酸和内切。小RNA仰赖性的circRNAs副产常为是现有为止核对很好的circRNAs副产常为间接地。然而，唯一的例叔父是CDR1as被miR-671副产常为。CDR1as的总数被miR-671通过AGO2仰赖性的副产常为同样平衡。引人入胜的是，CDR1as系统设计水平很或许是通过剪辑被miR-7平衡的，并且仰赖于miR-671。近期的一份研究者隐含RNA修饰（m6A）有助于了潜在可副产常为circRNAs的氘酸内切蛋白的招揽。另一项研究者推断出HeLab胺基酸迅即poly（I：C）处理方式或EMCV病毒即再次发生整质circRNAs的副产常为。两种处理方式都造成了内切氘糖氘酸蛋白Rnase L的激活命以及circRNAs的副产常为。除了副产常为，circRNAs或许被胺基酸外排泄。几项研究者侦测了外泌质之中的circRNAs。然而，尚为不清楚有否circRNAs的排泄对降极低其胞内系统设计水平有成就。或者，circRNAs排泄或许逐步形成了一个交流程序。总的来说，考虑到日渐更高的事实了解到circRNAs是功用分叔父，它的副产常为、胞外运送都会是未来研究者的极度重要问题。2. circRNAs的相似性和特殊性2.1 circRNAs的演化时主导性circRNAs存有于绝大多数生常为质之中。它们是如何演化时的？circRNAs主导性有多个层面。第一个是直系互补orthologous或旁系互补paralogous碱基都可造成了circRNAs。某些circRNAs造成了于相同生境之中某种程度的或相同的氘苷酸。这种完全，主导性或许扩展到circRNAs后方的大多剪辑碱基。一份通过mapping加成反应剪辑碱基的研究者分析方法了从进化和小兔大脑元来源不明的circRNAs，结果断定，大约1/3侦测的circRNAs合在一起分享两个剪辑碱基，1/3合在一起分享一个剪辑碱基，断定了在灵粗大类大脑元之中非常相对于的主导性。再次一个系统设计水平是circRNAs内功用电容器的主导性。这或许有数了RBPs混合在一起碱基，miRNA，或circRNAs内功用性二级构造所前提电容器。比如，Rybak推断出了窄启动时单调多肽（某些或许是RBP混合在一起碱基）在circRNAs氘苷酸之中可溶性，指借助于了加成反应氘苷酸之中更高系统设计水平的主导性。2.2的组织或发育阶段以及亚胺基酸整合在一起基因表达隐含造成了circRNAs的基因组高含量大脑元关的基因组。因此，大脑的组织之中高含量circRNAs也就不奇怪了。circRNAs比较丰富于CNS之中是所有研究者生境之中的普遍相似性。CNS之中circRNAs的显着比较丰富或许叫作1个或多个因素。首先，大脑元，更特别的，在整个身质之中大脑系统显出借助于极高系统设计水平的可调剪辑。而circRNAs的生常为质氢化可以被定义为一种多种相同类型的可调剪辑。第二，circRNAs氙粗大，并且大脑系统一般而言不想分离，circRNAs意味著可以在大脑元发育和阿兹海默全过程之中不断积聚甚至极低效亲率造成了。circRNAs在小兔蚂蚁之中随着阿兹海默在大脑元之中大量累积到，隐含了circRNAs或许参与阿兹海默关的的大脑元疾病。在胺基酸复制亲率与circRNAs总数之时有存有极端的负关的。因此，积聚或许是大脑元之中高系统设计水平circRNAs主要的原因。circRNAs另外一个引人入胜功用性是其亚胺基酸整合在一起。circRNAs主要整合在一起于胺基酸质之中。而且，引述了解到大脑系统之中circRNAs整合在一起在脊髓，棒状和LTP质。引人入胜的是，一些circRNAs显出借助于发育阶段特异的氘-质匹配整合在一起。近期的研究者核对了小鼠Hel25E和进化UAP49/56作为circRNAs胺基酸氘输借助于的关键因叔父，并且以仰赖circRNAs阔度的方式关键作用。在绝大多数完全，circRNAs总合在一起共的唯一的相似性就是网状功用性，氘苷酸连接胺基酸的存有，以及不存有帽叔父构造和polyA尾巴。因此，识别和外输的程序才会不仅相对于特异于多种相同circRNAs也才会识别一个或多个这些相似性。circRNAs整合在一起到脊髓，棒状以及LTP也是很奇怪的是的。尚为不清楚这种整合在一起是由于定向运送还是弥散后滞留。必要性的基因和化学合成时实验能够阐明驱动circRNAs在大脑系统之中亚胺基酸整合在一起的程序。现有为止，尚为无法研究者利用活命胺基酸图像追查circRNAs有机质和运送，而此类方法必定会是鉴定这些理论模型的关键。而且，这个课题依然缺乏对相同胞内区室之中circRNAs分叔父数目和类型的精确了解到。2.3 circRNA作为miRNA功用的平衡叔父一些粗大非区块RNA可以通过胺类表层（sponging）平衡miRNA系统设计水平和/或活命性。研究者断定某些circRNAs含有许多miRNA混合在一起碱基，据信这些circRNAs也可以作为miRNA海绵。比如，CDR1as不具73个seed-binding 碱基对miR-7，并且，AGO2 CLIP数据断定不太可能有许多miR-7混合在一起到了这些碱基上。CDR1as放除小兔之中miR-7系统设计水平温和但显着地降低，而miR-671更高，隐含了这个circRNAs的存有比较稳定了miR-7，而使miR-671不比较稳定。因此，CDR1as或许在某些接收器下平衡了miR-7的打印和拘禁。CDR1as也只能运送和拘禁miR-7到多种相同胞内隔室，平衡miR-7功用。这个功用或许在未来被利用来运送基于miRNA的治疗。虽然对circRNAs多肽完全的侦测以及AGO2 PAR-CLIP数据的分析方法了解到了绝大多数circRNAs只能国际上混合在一起到miRNA，依然有其他例叔父如circSry，circHIPK，circFOXO3，circITCH，circBIRC6，它们都能与miRNA混合在一起发挥功用性关键作用。利用AGO-RIP和CLIP系统设计对侦测有否存有circRNAs与miRNA时有同样基本粒子极为关键。构建放除和放极低胺基酸系研究者circRNAs与应属的miRNA功用和系统设计水平时有基本粒子也很极度重要。2.4 circRNAs的翻译成2017年，几个课题组引述了circRNAs可被翻译成。引人入胜的是，可翻译成circRNAs相对于使用与肠道基因组某种程度的起始密码叔父，而取消密码叔父则是演化时保守的且特异于网状ORF。该研究者还推断出circRNAs是被膜多肽的氘糖质翻译成。另外的研究者推断出起始密码叔父上游的RRACH基序(R=G or A； H=A， C or U) 之中的A被甲基化时时，可以更高circRNAs的翻译成。由于circRNAs仅有5’帽叔父，它的翻译成是帽叔父分立的。不太可能，某些翻译成circRNAs不具在表面上氘糖质进入碱基（IRES），只能在质内和排泄以帽叔父分立的方式翻译成。引人入胜的是，绝大多数circRNAs预报的是与其肠道基因组区块亚基质的N下侧区域完全一致。这种缩窄了的亚基质或许会常规性仰赖性其mRNA全粗大相异常为。核苷酸因叔父Mef2或许就是一个例叔父。考虑到这个课题的窄时间速拓展，我们预期在接下来几年就能看着circRNAs翻译成以及造成了的环境因素不比较稳定性的研究者借助于现。3. circRNAs 作为圈套、运送器或脚手架由于circRNAs只能粗大时时有存有以及混合在一起RBPs，它们只能作为这些因叔父的伪装或者转运叔父。在某些完全，circRNAs和肠道基因组亚基可同样或时有接地展开交互关键作用。circMbl看出去就是如此，它或许就阻绝/转运了MBL亚基。这是假设的circMbl回授平衡环路的一个组分。2016年，一项研究者首次断定circANRILl可以作为一个亚基脚手架。在NIH3T3小兔成纤维胺基酸，circFOXO3被推断出能分别与p21和CDK2基本粒子。circFOXO3-p21-CDK2三元胺基酸的逐步形成阻碍了CDK2的功用，随后仰赖性了胺基酸周期进程。3.1指标circRNAs的质内功用研究者推断出，放除CDR1as造成了了大脑紊乱关的的道德上学表型。cia-cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 通常高隐含于粗大期培养HSC胺基酸氘之中，只能混合在一起cGAS，阻碍了它的激活命。Cas9放除cia-cGAS下游的后方内含叔父之中启动时也就是说多肽仰赖性其隐含后，cia-cGAS毛病小兔之中远距离HSC胺基酸群质更高，并且升高了自质之中type I生长因子的产量，最终造成干胺基酸耗竭。月所研究者断定，使用基因区块的shRNA针对启动时剪辑连接放极低circMbl。当四肢放极低circMbl时，造成基因组隐含扭曲，雄性发育致死，道德上毛病，尾巴坐姿及飞机的毛病。当放极低CNS之中的circMbl时，造成了不正常的LTP功用。3.2 circRNAs的其他潜在功用circRNAs或许还有什么样的分叔父功用呢？circRNA不具一个最让人有意思的相似性即极度比较稳定并且随时时有积聚。因此，circRNAs可以作为胺基酸核苷酸历史的分叔父清醒分叔父或者“飞机通讯设备”。从生常为质化时学论调来看，粗大时时有存有的circRNA或许作为不具亚基区块潜能的打印库。迅即发育扭曲或胁迫，这些打印器或许被翻译成为平衡胁迫响应或环境因素扭曲的亚基质。LTP之中circRNA的本底翻译成或许是非常极度重要的。因为circRNAs混合在一起与RBPs，如miRNAs一样，circRNAs或许通过混合在一起，黄绿色递和拘禁它们的集装箱到多种相同胞内区室而发挥关键作用。更必要性地考虑到circRNAs存有于囊冷水，它们可以被运送到整个身质，然后被多种相同的组织分派，作为接收器分叔父发挥关键作用。另外，一个circRNA可以承载1个或几个集装箱分叔父（miRNA，RBPs），因此可以作为药常为运送拘禁的小分子。4.论断与未来本文科学论文里头过往的研究者，断定circRNAs不具多种功用，可以作为亚基脚手架，招揽其他类型RNA，并且通过混合在一起miRNAs阻碍核苷酸沉默、翻译成和特异mRNA的副产常为；大脑系统之中circRNAs的不椭圆分布隐含了同样胺基酸时有运送的或许性；circRNAs只能区块从到亚基，虽然现有并不知道绝大多数或许的亚基的环境因素功用，很有或许他们会与其肠道基因组二阶RNA区块全粗大亚基合在一起分享某些能力。由于RNA系统设计的稳步拓展，我们预期接下来circRNAs课题必定会有粗大足的拓展。必要性的对circRNAs整合在一起，转运，活命胺基酸内副产常为，非常简单的circRNAs基本粒子组，以及单胺基酸图谱的理解都将在这个课题取得不断进步。零碎借助于处：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.