IRESbase | circRNA 翻译调控新资源
概述
中心法则（the central dogma）的发现让我们对遗传信息的传递有了宏观的认识，而近二十年高通量测序技术的发展极大地充实了中心法则的“内涵”。中心法则主要包含三个过程：复制，转录和翻译——然而测序技术发展了这些年，人们似乎更偏爱转录而忽略了翻译（从研究热点和发表论文数可见一斑），要知道翻译调控所包含的程序超过了其他调控的总和（Schwanhausser et al., 2011）。特别是近期 circRNA 被频频曝出能够翻译蛋白质，也许翻译组学研究已经成为风口？
大家可能已经注意到了，不久前，南京航空航天大学的宋晓锋团队在bioRxiv上为我们发布了他们的一项研究工作：通过全面地收集和整理目前实验验证的 IRES 文献资料，开发出了 IRESbase 数据库，其中包含不少 circRNA 与 lncRNA 相关的 IRESs。circRNA 已被证实能够翻译成蛋白质并发挥重要的生物学功能，例如 circβ-catenin 经 IRES 介导的翻译能够通过激活 Wnt 信号通路促进肝癌细胞的生长（Liang WC et al., 2019），IRESbase 的工作一定能为探索 circRNA 翻译提供帮助。
IRES(Internal Ribosome Entry Site) 是一种 RNA 功能元件，能够招募核糖体启动翻译。除了一些非帽依赖的 mRNA 通过 IRES 招募核糖体启动翻译，最近一些 circRNA 被发现也能通过 IRES 启动翻译。
后文内容一览：
● IRESbase 数据库里有什么
● 为什么研究 IRES
● 相比其他数据库的优势
● 历史一瞥
● IRES 预测工具
数据库里有什么
IRESbase 总共包含 1328 个 IRES 元件，其中包括 774 个真核生物和 554 个病毒地元件，涵盖了 11 个真核物种以及 198 个病毒。
该数据库只收集了具有功能的最短 IRES 元件，经过分析发现这些 IRES 的中值长度为 174nt。同时，IRESs 不只是出现在 5' UTR，还出现在了 CDS 区域。另外，经过比对分析发现，人类的 2191 个 circRNAs 和 168 个 lncRNAs 包含至少一个或部分 IRES；其中，1012 个 circRNA 包含长度超过 300nt 的开放阅读框，166 个 lncRNA 至少包含两个小的开放阅读框（长度为 60~300nt）。
另外，我们可以从数据库开发流程图看出数据库包含非常丰富的信息：既包括 IRES 基本信息，还从基因以及转录本的角度对 IRES 进行了阐述。
另外，数据库真实的界面也非常干爽
数据库网址：
http://reprod.njmu.edu.cn/iresbase/index.php
然鹅，数据库打不开有没有！
为什么研究 IRES
这要从翻译起始方式说起
帽子依赖（cap-dependent initiation）：经典的方式。大部分真核 mRNA 通过真核翻译起始因子（eukaryotic translation initiation factors, eIFs）绑定到 5' cap（5' 末端 ）以及 5' UTR 并招募 40S 小亚基启动翻译。
非帽子依赖（cap-independent initiation）：非经典方式。一小部分真核 mRNA 能通过特定的序列 IRES 直接招募 40S 小亚基启动翻译。另外，一些 mRNA 的 5'UTR 很长并且结构化，虽然帽依赖翻译被激活，然而仍然通过 IRES 启动翻译（Komar AA et al., 2011）。
相比其他 IRES 数据库的优势
其他数据并不包含 circRNA 与 lncRNA 的信息。
IRESbase 其他优势：
●数量多：IRESbase 有1328条，Rfam有 32条， IRESdb有 80条， IRESite有135条；
●冗余度低：相比 IRESite 将整段序列囊括，IRESbase 只收集最短功能核心区域；
●信息量更丰富
历史一瞥
IRES 的发现
早在三十年几年前的脊髓灰质炎病毒中就发现了能够启动翻译的 IRES 序列（Pelletier J et al., 1988），随后就发现其他病毒（例如 HIV）也包含 IRESs；继病毒之后，真核生物 mRNA 中也被发现包含 IRESs，例如 XIAP, p53等。
circRNA 的翻译
关于 IRES 启动 circRNA 翻译，早在 1995 年就已发现 mRNA 中的 IRES 元件能够启动人工合成 circRNA 的蛋白质翻译（Chen CY et al., 1995）；最近的研究也被证明 circRNA 也能通过 IRES 介导生成蛋白质（例如 circβ-catenin,circSHPRH, circFBXW7）。
IRES 预测工具
事实上，宋晓锋团队在 2018 年之前就已经发表过一个 IRES 预测的工具 IRESfinder，详细信息请移步之前的文章。
IRESfinder：IRES分析的新工具
转载请联系邮箱授权：circRNA@163.com
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