新研究 |《自然-神经学》：神经环状RNA在发育期间调控突触功能
研究背景
最近，研究人员采用去除核糖体的RNA进行深度测序，并结合计算工具，已从古生菌到人类等生物中发现了成千上万条新的环状RNA（circRNAs）。实验证实，一些circRNAs可以作为”海绵” 吸附miRNAs，从而阻止miRNAs与其靶基因的相互作用。circRNA也可以吸附RNA结合蛋白（RBPs），进而调控细胞内相关RBPs或RNAs的运输。尽管在神经元中已鉴定到其他种类的RNA（如miRNA，lncRNA）和基于RNA的调控模式，但却少有circRNAs的研究。
研究设计
样本选取
小鼠不同组织：脑，心脏，肝脏，肺，和睾丸，设置2次生物学重复；
小鼠不同发育时间的海马：E18，P1，P10，和P30
实验工具
Polysome profiling
RNA-Seq（rRNA-depleted or poly(A) enriched）
qPCR（RNase R treatment）
PacBio Sequencing of RT-PCR products
High-resolution in situ hybridization
数据分析
circRNA鉴定与定量分析
circRNA保守性分析
circRNA功能分析
circRNA结合miRNA分析
circRNA可译性分析
研究结果
实验发现，circRNAs大量富集于脑，来自于编码突触蛋白的宿主基因（图1）。高分辨率的原位杂交显示，circRNAs主要位于神经元树突（图2）。实验证实了circRNAs在发育过程中调控突触功能，许多circRNAs会在突触发生时突然地改变它们的丰度（图3）。此外，在神经活性自身稳态下降后，许多circRNAs表现出明显的上调或下调（图4）。在本研究中，未发现脑circRNAs可以结合miRNAs和RBPs，或是翻译出蛋白。
图1 不同组织中的circRNAs表达谱，揭示circRNAs富集于脑
a. 实验与分析流程，b. circRNAs的旋转环形cDNA产物，c. 不同组织中环形测序数据占可比对基因组的测序数据的比例，d. 不同组织中产生circRNAs的基因占所有表达基因的比例，e. 不同组织中只在一种组织中表达的circRNA宿主基因的数量，f. 脑相比于其他组织，宿主基因位点上circRNAs与总转录物的丰度比例。
图2 脑表达的circRNAs来自编码突触蛋白的基因并富集于突触组织
参考文献
You X, et al. (2015) Neural circular RNAs are derived from synaptic genes and regulated by development and plasticity. Nat Neurosci 18(4):603-10.