环状RNA的从前，现在与未来

“所有的真理都个人经历三个阶段。第一，被嘲笑。第二，被激烈反对。第三，被认可且是不言而喻的。”——Arthur Schopenhauer马蹄形RNA是近几年来的深入研究热点。据悉，美国Brandeis所学校生器物系的Sebastian Kadener等人在EMBO上研究报告了马蹄形RNA的深入研究进展。BioArt对其同步进行了编译，以飨读者。马蹄形RNA（circular RNA， circRNA）是由偏置编导（back-splicing）反复诱发的共价闭合在一同马蹄形RNA。其有着真反应器里珍贵，形态上自由派，两该组织依赖性性隐含，很总体保持稳合于，可在骨骼肌两该组织里随衰会有等特点。并且，circRNA可以通过竞争编导方式也与其对应的给合于RNA产器物同步进行烯烃通气。并未有的美联社说明它还有着衍海洋生物通气功用：某些circRNAs能与microRNAs电磁力，一些可被英文翻译，通气免疫细胚和不道德。本文研究报告了动器物circRNAs目前已确合于的科学知识，总结了circRNAs潜在功用的当前观念，起源的基本概念，以及本课题意味著的未来方向。从前到现在据信：1976年，Sanger首次在类病毒里据信了单链共价闭合在一同马蹄形的RNA分叔父可。第二份深入研究是1979年Hsu说明了了不能自由下侧的马蹄形RNA的窄期存在。是从：零星的深入研究声称circRNAs来叫做内源RNA。首篇此类美联社是在1991年，偶遇据信复发DNA有缺陷（DCC）引发了非经典电影编导方式也 (“scrambled exons”) 基因隐含现象。随后，又据信了全人类EST-1和SryDNA也有类似现象，推论这些有着scrambled exons的无polyA RNA都是circRNA。并且据信circSry有着两该组织依赖性性，且窄期存在于3个并不不同的大鼠生境。诱发：在月里的几年里，多于量深入研究提出异议有了这些分叔父可诱发的意味著功用。这除此以外了举例：偏置移位对Sry的卤代烃是必需的；以及据信circRNA可以在人体内通过反应器提取器物诱发。分类：随后的90年代末期到20世纪末，深入研究据信多种DNA可以诱发circRNAs，并且对推合于的circRNAs同步进行了简单分类为scrambled-exon，反应器苷酸重排产器物（exon-shuffling products），或者只是“非给合于mRNA”。此末期的深入研究虽然推论了这些马蹄形RNA分叔父可的窄期存在，但是对其潜在的不良影响并未充分认识。爆发式深入研究：大概在2010年开始，RNA-seq技术的蓬勃发展以及专供的近似值的水开发，了circRNA 深入研究。在2010年以前，据信多蛋白动器物里有着形同千上万种circRNA，其里多数是很低隐含的，但是有些是很高丰度的。而且，在许多意味著，如circSry可以是该寄生器物DNA（host gene）的主要产器物。2013年的两篇文章除了推论多种哺乳动器物里窄期存在形同千上万circRNA以外（野也有秋季，小新闻周刊开启大大受欢迎课题），还声称CDR1as (ciRS-7) 和circSry，都能相结合在一同并通气特合于microRNA的活性！另外，许多管理工作都说明在全人类，鼠，跳蚤里circRNAs是两该组织和愈合宇宙依赖性性隐含的。这些深入研究还说明了了深入研究与起因circRNAs的新颖方法。比如，深入研究RNase R预处理后的无polyA circRNAs掺入文库。这个方法都能掺入circRNAs，也能区分只不过的circRNAs和含scrambled exons的mRNAs。由于circRNAs junction的鲜明功能性，对其深入研究和系统性需特别设计的生器物信息学近似值的水。现而今，并未窄期存在大量的的水可以注释和加权circRNAs。众所周知的是新circRNAs探测方法和的水也能探测潜在的circRNAs之外非对角编导的窄期存在。两该组织依赖性性与愈合阶段依赖性性：近几年来，circRNAs的两该组织依赖性性和受愈合阶段通气而诱发的功能性被声称。三份统一管理工作说明多种circRNAs在人脑里很高丰度窄期存在，并且随着骨骼肌分化和愈合随之上升。而且，circRNAs诱发被皮材活动通气，而且在微管体、树突、微管骨骼肌纤维里大量窄期存在。circRNAs大多窄期存在于骨骼肌两该组织的现象在凋亡动器物里更加显着，获取了大量的circRNAs，其实了circRNAs技术水平与蛋白分化部将呈负就其性。功用与通气：实际上，circRNAs可以烯烃和衍海洋生物起着功用。2014年，Ashwal-Fluss据信circRNAs是与常规编导共基因隐含并且正因如此的。因此，circRNAs的生器物引发引致了同一寄生器物DNAmRNAs合在一同形同的减很低。几个课题两组深入研究了反应器苷酸编导和卤代烃所需之器物，声称了卤代烃回波合于位在可卤代烃反应器苷酸南翼的反应器苷酸以内。Ashwal-Fluss也其实了通气跳蚤里circMbl产器物的阻抗通气连通的窄期存在，在大鼠里深入研究了第一个投身于反应器苷酸卤代烃的抗原（编导突变muscleblind， MBL）以及其脊椎动器物分化成器物muscleblind-like抗原1（MBNL1）。随后的管理工作深入研究了其他的RNA相结合在一同抗原RBPs都能在并不不同叔父系统和生器物里依赖性反应器苷酸卤代烃，除此以外RNA谷胱甘肽脱氨酶（ADAR），quaking（QKI），FUS，反应器突变NF90/NF110，DHX9，表皮编导通气抗原ESRP1，丝氨酸/其会矿物质抗原。最后，目前的管理工作并未解释了circRNAs与并不不同叔父系统在在的就其性。在大鼠人脑，大鼠和全人类蛋白里窄期存在都能诱发酶的一两组circRNAs；有的circRNAs与免疫拥护就其；几份报告声称了circRNAs在大鼠和大鼠人脑以及胰脏里有着功用；大量深入研究展示了circRNAs和癌症有关。这些蓬勃发展阐明研究者对circRNAs的看法引发了模糊不清的忽略，显现出有这个振奋人心和较慢速蓬勃发展的课题进入了黄金时代转折。1. circRNAs的诱发1.1偏置编导功用反应器苷酸是从的circRNAs是通过偏置编导的特合于一般来说编导方式也诱发的，即一个5’编导小分叔父袭击河段3’编导底器物，形形同3’-5’吲哚键诱发一个马蹄形的RNA分叔父可。尽管绝大多数真反应器蛋白里circRNAs都是由编导体诱发，并不不同生器物里的明确功用是并不不同。与动器物并不不同，植器物里的circRNAs从有着比较更长的两者之间氨基酸甚至完全不能两者之间性的窄反应器苷酸的南翼区域而来。新奇的是，古生酵母里circRNAs的诱发统一于编导体，引致了各种各样的circRNAs，其里仅仅16%来叫做区块DNA以及更加多于来自于反应器苷酸。多蛋白生器物里，某种程度美联社说明编导底器物南翼于可卤代烃反应器苷酸是最经典电影的，而且偏置编导是通过编导体执行者。新奇的是，circRNAs大多都有模糊不清反应器苷酸而且多来叫做区块反应器苷酸，尤其是合于设于抗原区块DNA的5’UTR。这引致了偏置编导连通由区块氨基酸到区块氨基酸（CDS-CDS）和5’UTR-CDS两组形同，趋于都有DNA的第二个反应器苷酸。这意味著与它们的生器物引发就其，需来得于平均而言加窄和更加很低效编导的反应器苷酸；举例来说第一个反应器苷酸满足上述两个原则。在许多意味著，circRNAs的诱发叫做多样的非对角编导重新考虑。一些DNA诱发多种非对角编导异构体以及circRNAs，这其实了偏置编导和非对角编导意味著是功用就其的。1.2 氨基酸和抗原飞轮反应器苷酸卤代烃反应器苷酸是从的circRNAs的诱发强力依赖性以下仅仅一种功用：有着窄偏置移位或相结合在一同RBPs的反应器苷酸。两种功用都将circRNAs南翼的反应器苷酸们紧紧不放起来。多种生器物里，可卤代烃反应器苷酸被窄反应器苷酸侧腹包围，这些反应器苷酸许多都成份大量的偏置两者之间配对。因此，反应器苷酸里偏置两者之间移位的窄期存在可以被用来预测反应器苷酸应该有意味著引发卤代烃。并不不同生境里，偏置两者之间组件有着并不不同的基序（motif）与丰度，对这些基序同步进行氨基酸比对指示了意味著的形态彼此间。此外，在反应器苷酸之在在和以内的偏置移位组件的分布对circRNAs的总数与一般来说有着重大不良影响。尽管南翼反应器苷酸里窄偏置移位促使了反应器苷酸卤代烃，这些反应器苷酸里窄期存在的其他偏置移位意味著不能选择性反应器苷酸在在的电磁力（inter-intronic interactions），取而代之的是反应器苷酸内的电磁力（intra-intronic interactions）。后者趋于选择性反应器苷酸卤代烃，意味著是通过反应器苷酸在在二级构件竞争。RBPs内源性了另一种功用。并非所有南翼成份窄反应器苷酸的反应器苷酸都能被卤代烃。许多可卤代烃反应器苷酸南翼反应器苷酸里不成份偏置移位，这强力其实了窄期存在反应器苷酸卤代烃的其他功用。MBL与几个很总体自由派的反应器苷酸底器物相结合在一同，促使了其自身DNA第二反应器苷酸的卤代烃。mbl第二反应器苷酸南翼的反应器苷酸都有了更长偏置移位，却是都能保持稳合于反应器苷酸在在电磁力，但是在不足MBL相结合在一同时意味著太弱而很难促使反应器苷酸卤代烃。这强力地其实了MBL促使卤代烃是通过相结合在一同到南翼反应器苷酸从而促使反应器苷酸-反应器苷酸在在电磁力。MBL分叔父可意味著引发二聚化，把两个反应器苷酸下侧带到一同，从而编导形形同circRNA。其他RBPs，如QKI，FUS，ESRP1也能通气反应器苷酸卤代烃。最后，大鼠里laccase-2DNA是从的circRNAs的生器物引发受到并不不同RBPs的一同通气，如表征反应器糖反应器抗原hnRNPs以及SR抗原，其实了取值反应器苷酸的卤代烃效部将意味著是多种回波的结合在一同结果。这种通过反应器苷酸-反应器苷酸电磁力促使卤代烃引发仅仅以外叫做给合于编导的空在在位阻（steric inhibition）。那么，促使或被打乱RNA构件的诱因，意味著忽略circRNAs生器物合在一同形同。无论如何，并未有管理工作说明通过dsRNA特异谷胱甘肽脱氨酶ADAR编辑RNA，通气了circRNAs的合在一同形同。而且，RNA解旋酶DHX9通过被打乱基于ALU偏置移位的二级构件限制了circRNAs诱发。DHX9与生长因子可借的ADAR异构体（p150）同样电磁力，形形同的complex被打乱了RNA二级构件，除此以外许多都能促使反应器苷酸卤代烃的构件。降到DHX9再多了circRNAs。这却是是一个校正功用来减很低circRNAs的普遍诱发，其实了某些circRNAs不只是“加工缺陷”或编导噪音。以外涉及到dsRNA构件出有现的生理反应有无也意味著忽略circRNAs合在一同形同。比如，免疫拥护突变NF90和NF110不能通气circRNAs诱发。新奇的是，这些抗原与基因隐含反复形形同的dsRNA构件引发电磁力。NF90/NF110看来能保持稳合于这种短时间双股RNA分叔父可，促使了一两组circRNAs的偏置编导。新奇的是，NF90相结合在一同底器物是选择性珍贵于南翼反应器苷酸的ALU motif。因此，这些反应器苷酸的卤代烃也可受到ADAR和/或DHX9依赖性。1.3 circRNAs合在一同形同的依赖性circRNAs由RNA抗原酶II基因隐含并且由编导体诱发。重要的是，许多形形同circRNAs的反应器苷酸不能非对角编导，因此，一些很高丰度的circRNAs都能烯烃通气mRNA的诱发。除此之外，circRNAs的诱发都是与编导有关，还与很低效的裂解和polyA化就其。如果circRNAs的诱发是与经典电影编导竞争，那么忽略编导效部将意味著不能通气circRNAs的诱发。通过通气烯烃编导突变或忽略RNA 抗原酶II基因隐含动力学（被认为可以依赖性非对角编导）可以忽略编导效部将。结果无论如何如此，降到大多编导通气叔父如SR抗原SF2或反应器心编导体组件（小反应器糖反应器抗原粒状U1亚单位70K和C）snRNP-U1-70K，snRNP-U1-C，preRNA加工8（Prp8，Slu7），蛋白分化周期素40（CDC40），将产器物从给合于变形同了circRNAs。都只，选择性基因隐含取消上升了circRNAs合在一同形同。1.4 circRNAs的裂解circRNAs不能自由下侧因此并不能共通诸多经典电影RNA裂解捷径。人体内深入研究说明，大多数circRNAs都有着加窄的核素（18.8-23.7h），而其给合于对应器物是（4.0-7.4h）。circRNAs在人体内意味著有着加窄的核素，尤其是不分化蛋白，比如，人脑里随年龄上升的circRNAs获取意味著是叫做这些分叔父可的稳起因与不分化功能性。与之相反，在很高速转化的蛋白里circRNAs看来不不能获取，意味著叫做分化较慢于诱发引致的酒精效用。实际上，circRNAs裂解意味著都是在于一个抗原材内切酶，随后联合行动在一同反应器糖体和内切。小RNA内源性的circRNAs裂解是目前为止深入研究比较好的circRNAs裂解捷径。然而，唯一的例证是CDR1as被miR-671裂解。CDR1as的总数被miR-671通过AGO2内源性的裂解同样通气。新奇的是，CDR1as技术水平很意味著是通过编导被miR-7通气的，并且依赖性于miR-671。并未有的一份深入研究其实RNA修饰（m6A）促使了潜在可裂解circRNAs的抗原材内切酶的募兵。另一项深入研究据信HeLab蛋白前所poly（I：C）处理或EMCV感染即引发整体circRNAs的裂解。两种处理都引致了内切抗原材酶Rnase L的激活以及circRNAs的裂解。除了裂解，circRNAs意味著被蛋白外新陈代谢。几项深入研究探测了外泌体里的circRNAs。然而，由此可知不清楚应该circRNAs的新陈代谢对降很低其胚内技术水平有贡献。或者，circRNAs新陈代谢意味著形形同了一个交流功用。总的来说，毕竟随之上升的证据显示circRNAs是功用分叔父可，它的裂解、胚外空运都不能是未来深入研究的重要难题。2. circRNAs的不同之处和性材2.1 circRNAs的形态自由派性circRNAs窄期存在于绝大多数生器物里。它们是如何形态的？circRNAs自由派性有多个各个领域。第一个是直系分化成orthologous或近亲分化成paralogous底器物都可诱发circRNAs。某些circRNAs诱发于并不不同生境里都只的或不同的反应器苷酸。这种意味著，自由派性意味著扩展到circRNAs南翼的以外编导底器物。一份通过mapping卤代烃编导底器物的深入研究深入研究了从全人类和大鼠人脑是从的circRNAs，结果说明，分之一1/3探测的circRNAs交换两个编导底器物，1/3交换一个编导底器物，说明了在哺乳动器物人脑里比较很总体的自由派性。最后一个技术水平是circRNAs内功用组件的自由派性。这意味著除此以外了RBPs相结合在一同底器物，miRNA，或circRNAs内持续性二级构件所必要组件。比如，Rybak据信了更长偏置移位氨基酸（某些意味著是RBP相结合在一同底器物）在circRNAs反应器苷酸里掺入，认为了卤代烃反应器苷酸里更加很高技术水平的自由派性。2.2两该组织或愈合阶段以及亚蛋白合于位依赖性性隐含诱发circRNAs的DNA矿物质人脑就其DNA。因此，骨骼肌两该组织里矿物质circRNAs也就不奇怪了。circRNAs珍贵于CNS里是所有深入研究生境里的大多不同之处。CNS里circRNAs的不同寻常珍贵意味著叫做1个或多个诱因。首先，人脑，更加尤其的，在整个身体里皮材平庸出有最多技术水平的非对角编导。而circRNAs的生器物合在一同形同可以被合于义为一种特别一般来说的非对角编导。第二，circRNAs核素窄，并且皮材比如说不不能分化，circRNAs实际上可以在人脑愈合和凋亡反复里慢慢获取甚至很低效诱发。circRNAs在大鼠跳蚤里随着凋亡在人脑里大量会有，其实了circRNAs意味著投身于凋亡就其的人脑疾病。在蛋白复制部将与circRNAs总数之在在窄期存在强力的负就其。因此，获取意味著是人脑里很高技术水平circRNAs主要的原因。circRNAs另外一个新奇功能性是其亚蛋白合于位。circRNAs主要合于设于蛋白材里。而且，美联社显示皮材里circRNAs合于位在神经元，树突和微管体。新奇的是，一些circRNAs平庸出有愈合阶段特异的反应器-材转换合于位。并未有的深入研究深入研究了大鼠Hel25E和全人类UAP49/56作为circRNAs蛋白反应器转换成有的关键诱因突变，并且以依赖性circRNAs窄度的方式也效用。在绝大多数意味著，circRNAs共有的唯一的不同之处就是马蹄形功能性，反应器苷酸连通复合在一同器物的窄期存在，以及不窄期存在斗篷构件和polyA后肢。因此，识别和外输的功用必需不仅很总体特异于特别circRNAs也必需识别一个或多个这些不同之处。circRNAs合于位到神经元，树突以及微管也是很耐人寻味的。由此可知不清楚这种合于位是由于合于向空运还是辐射后滞留。全面性的表现型和机械人实验需阐明飞轮circRNAs在皮材里亚蛋白合于位的功用。目前为止，由此可知不能深入研究并用活蛋白图像调查circRNAs产器物和空运，而此类方法未来不能是检验这些猜想的关键诱因。而且，这个课题仍然不足对并不不同胚内区室里circRNAs分叔父可数目和一般来说的简单说明了。2.3 circRNA作为miRNA功用的通气叔父一些窄非区块RNA可以通过选择性填充（sponging）通气miRNA技术水平和/或活性。深入研究说明某些circRNAs成份许多miRNA相结合在一同底器物，据信这些circRNAs也可以作为miRNA海绵。比如，CDR1as有着73个seed-binding 底器物对miR-7，并且，AGO2 CLIP信息说明无论如何有许多miR-7相结合在一同到了这些底器物上。CDR1as敲击除大鼠里miR-7技术水平温和但不同寻常地下降，而miR-671上升，其实了这个circRNAs的窄期存在保持稳合于了miR-7，而使miR-671不保持稳合于。因此，CDR1as意味著在某些回波下通气了miR-7的存储和扣留。CDR1as也都能空运和扣留miR-7到特别胚内隔室，通气miR-7功用。这个功用意味著在未来被并用来空运基于miRNA的治疗。虽然对circRNAs氨基酸完全的探测以及AGO2 PAR-CLIP信息的深入研究揭示了绝大多数circRNAs不能普遍相结合在一同到miRNA，仍然有其他例证如circSry，circHIPK，circFOXO3，circITCH，circBIRC6，它们都能与miRNA相结合在一同起着持续性效用。并用AGO-RIP和CLIP技术对探测应该窄期存在circRNAs与miRNA在在同样电磁力十分关键诱因。借助于敲击除和敲击很低蛋白系深入研究circRNAs与推合于的miRNA功用和技术水平在在电磁力也很重要。2.4 circRNAs的英文翻译2017年，几个课题两组美联社了circRNAs可被英文翻译。新奇的是，可英文翻译circRNAs趋向于用于与寄生器物DNA都只的都是在tRNA，而取消tRNA则是形态自由派的且特异于马蹄形ORF。该深入研究还据信circRNAs是被上皮细胞氨酸的反应器糖体英文翻译。另外的深入研究据信都是在tRNA河段的RRACH基序(R=G or A； H=A， C or U) 里的A被甲基化时，可以减多于circRNAs的英文翻译。由于circRNAs仅有5’斗篷，它的英文翻译是斗篷统一的。无论如何，某些英文翻译circRNAs有着之外反应器糖体进入底器物（IRES），都能在人体内和人体内以斗篷统一的方式也英文翻译。新奇的是，绝大多数circRNAs预测的是与其寄生器物DNA区块酶的N下侧区域完全一致。这种缩更长了的酶意味著不能持续性选择性其mRNA全窄对应器物。基因隐含突变Mef2意味著就是一个例证。毕竟这个课题的较慢速蓬勃发展，我们预料在月里几年就能看得见circRNAs英文翻译以及诱发的生理反应effect的深入研究出有现。3. circRNAs 作为正当、空运器或木料由于circRNAs都能窄时在在窄期存在以及相结合在一同RBPs，它们都能作为这些突变的稻草人或者船运叔父。在某些意味著，circRNAs和寄生器物DNA抗原可同样或在在接地同步进行耦合。circMbl看来就是如此，它意味著就隔绝/船运了MBL抗原。这是假合于的circMbl阻抗通气连通的一个两等量。2016年，一项深入研究首次说明circANRILl可以作为一个抗原木料。在NIH3T3大鼠形同母蛋白，circFOXO3被据信能分别与p21和CDK2电磁力。circFOXO3-p21-CDK2三元复合在一同器物的形形同冲击了CDK2的功用，随后选择性了蛋白周期起着效用。3.1检验circRNAs的人体内功用深入研究据信，敲击除CDR1as诱发了骨骼肌紊乱就其的两栖动物学环境诱因。cia-cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 举例来说很高隐含于窄期培养HSC蛋白反应器里，都能相结合在一同cGAS，冲击了它的激活。Cas9敲击除cia-cGAS河口的南翼反应器苷酸里偏置两者之间氨基酸选择性其隐含后，cia-cGAS缺陷大鼠里窄程HSC蛋白群体减很低，并且升很高了胰脏里type I生长因子的产量，就此引致生殖蛋白耗竭。当前深入研究说明，用于表现型区块的shRNA针对偏置编导连通敲击很低circMbl。当身体敲击很低circMbl时，引致DNA隐含忽略，雄性愈合伤人，不道德缺陷，后肢姿势及起飞的缺陷。当敲击很低CNS里的circMbl时，引致了不经常性的微管功用。3.2 circRNAs的其他潜在功用circRNAs意味著还有什么样的分叔父可功用呢？circRNA有着一个令人著迷的不同之处即极其保持稳合于并且随时在在获取。因此，circRNAs可以作为蛋白基因隐含近代的分叔父可无意识分叔父可或者“起飞机内”。从生理反应学观点来看，窄时在在窄期存在的circRNA意味著作为有着抗原区块期望的存储库。前所愈合忽略或胁迫，这些芯片意味著被英文翻译为通气胁迫拥护或生理反应忽略的酶。微管里circRNA的本底英文翻译意味著是比较重要的。因为circRNAs相结合在一同与RBPs，如miRNAs一样，circRNAs意味著通过相结合在一同，提请和扣留它们的货器物到特别胚内区室而起着效用。更加全面性地毕竟circRNAs窄期存在于囊冷水，它们可以被空运到整个身体，然后被特别两该组织接收，作为回波分叔父可起着效用。另外，一个circRNA可以正因如此1个或几个货器物分叔父可（miRNA，RBPs），因此可以作为药器物空运扣留的载体。4.结论与未来本文研究报告里从前的深入研究，说明circRNAs有着多种功用，可以作为抗原木料，募兵其他一般来说RNA，并且通过相结合在一同miRNAs不良影响基因隐含无声、英文翻译和特异mRNA的裂解；皮材里circRNAs的不对角分布其实了同样蛋白在在空运的意味著性；circRNAs都能区块从到抗原，虽然目前知道绝大多数意味著的抗原的生理反应功用，很有意味著他们不能与其寄生器物DNA给合于RNA区块全窄抗原交换某些能力。由于RNA技术的稳步蓬勃发展，我们预料月里circRNAs课题未来不能有窄足的蓬勃发展。全面性的对circRNAs合于位，船运，活蛋白内裂解，模糊不清的circRNAs电磁力两组，以及单蛋白图谱的解释都将在这个课题争得革新。原始出有处：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.