Nature Reviews Genetics | 发表circRNA重要综述
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8月8日，Nature Reviews Genetics发表了一篇circRNA的综述文章，系统回顾介绍了circRNA研究的主要进展，包括circRNA的形成，检测方法，主要功能机制，主要研究技术等。文章的通讯作者是丹麦奥胡斯大学的Lasse S. Kristensen，其中著名circRNA研究专家Jørgen Kjems教授是本文的共同作者[1]。
circRNA的形成
常规的编码基因经过RNA剪接作用后形成成熟的mRNA，但在RNA剪接的过程中一些顺式作用元件和反式作用因子能介导反向拼接并最终形成circRNA。主要的顺式作用元件包括侧翼内含子中的反向互补序列元件（如Alu元件等），反式作用因子包括FUS，HQK（QKI），NF90/NF110，DHX9，ADAR1等等。其中DHX9，ADAR1对circRNA的形成表现为如调控作用，主要是通过降低侧翼内含子中反向互补序列的互补结构而阻止反向拼接形成circRNA。
图1 RNA剪接作用过程中circRNA形成的机制 （[1]）
RNA剪接过程中套索结构也可以介导circRNA的形成。circRNA的亚细胞定位倾向于定位在胞浆中，已知的介导circRNA出核的通道蛋白包括UAP56和URH49，UAP56介导大于1200nt的circRNA出核，URH49介导小于400nt的circRNA出核。关于circRNA的降解，目前的认识包括基于m6A修饰后募集MRP1/RNase P复合物实现circRNA的降解。病毒感染后诱导RNase L介导的circRNA降解。还有通过RNAi机制的降解作用，例如miR-671介导的CDR1as的降解等等。此外，输出至外泌体也被认为是一种细胞降低circRNA丰度的机制，如circHIPK3，CDR1as等分子都可以稳定的存在于外泌体中。
图2 套索结构驱动circRNA形成 （[1]）
circRNA检测方法
circRNA的检测方法也获得可飞速的发展，包括早期的微阵列芯片，高通量测序等全基因组水平的circRNA检测分析方法。也包括传统的Northern杂交，RT-QPCR检测，数字PCR检测以及NanoString芯片杂交检测等。关于各种技术的优劣与适用范围作者列了一个表格如下：
表1 常用circRNA检测技术 （[1]）
circRNA功能
目前关于circRNA的功能主要包括：竞争性结合miRNA的miRNA Sponge模型（ceRNA机制），竞争性结合蛋白的 Protein Sponge模型，蛋白功能的增强因子，蛋白复合物的脚手架，蛋白募集因子以及直接翻译蛋白和多肽。每种功能模型，作者都列举了具体的circRNA分子。功能模型模式图如下：
图3 circRNA的主要功能 （[1]）
circRNA功能研究方法
circRNA与miRNA或蛋白的相互作用是分析其功能的关键，常用的包括RIP，CLIP，RNA Pull-down，荧光素酶报告基因实验等等。circRNA的翻译主要包括IRES元件的功能验证，翻译产物的功能分析与鉴定等等。此外，RNA干扰，过表达以及基因敲除技术也是探索circRNA功能的重要方法。
图4 circRNA功能研究方法 （[1]）
本文的内容相对比较全面，涵盖了circRNA功能和分子机制研究的大部分内容，非常值得一读。
参考文献
1. Kristensen, L.S., et al., The biogenesis, biology and characterization of circular RNAs. Nat Rev Genet, 2019.
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