環(huán)狀RNA(CircRNA)
環(huán)狀RNA(circular RNA,circRNA)是一類特殊的非編碼RNA分子,與傳統(tǒng)的線性RNA(linear RNA)不同,它是通過(guò)反向剪接形成的閉合RNA分子。circRNA不具有5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴,通過(guò)外顯子環(huán)化或內(nèi)含子環(huán)化,將3'和5'末端連接起來(lái)形成完整的環(huán)形結(jié)構(gòu),避免被核酸外切酶降解,因而比線性RNA更穩(wěn)定,更具有保守性。環(huán)狀RNA在疾病中起著關(guān)鍵作用,特別是在癌癥中,在疾病診斷和治療策略開發(fā)上有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
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CircRNA發(fā)現(xiàn)歷程表 |
環(huán)狀RNA生成:
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A. 經(jīng)典的線性RNA剪切方式: 通過(guò)內(nèi)含子中的GU/AG序列,將前后外顯子首尾相連,成熟的RNA都具有5’短帽子結(jié)構(gòu)和3’PolyA尾巴;
B. 環(huán)狀RNA的剪切方式: 通過(guò)特異性反向剪切,后面外顯子的尾端與前面外顯子的前端相連,沒有5’短帽子結(jié)構(gòu)和3’PolyA尾巴,由一個(gè)或者多個(gè)外顯子構(gòu)成, 有些環(huán)狀RNA也包含內(nèi)含子。
環(huán)狀RNA的特點(diǎn):
1. 具有閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu),半衰期較線性RNA長(zhǎng);
2. 具有特異的反向剪接位點(diǎn)(backsplice);
3. 具有組織表達(dá)特異性、疾病特異性等;
4. 大多存在于胞質(zhì)(CiRNA、EIciRNA)中,少部分存在于胞核中;
5. 大部分為非編碼RNA,且序列高度保守;
6. 整體表達(dá)豐度低于mRNA;
環(huán)狀RNA的分類:
根據(jù)circRNA序列來(lái)源,可以把circRNA分為四類:
第一種是全部來(lái)源于母基因外顯子的circRNA(Exonic circRNA,EciRNA);
第二種是全部來(lái)源于內(nèi)含子的套索型circRNA(Circular intronic RNA,ciRNA);
第三種是來(lái)源于外顯子和內(nèi)含子的circRNA(Exon-intron circRNA,EIciRNA);
第四種包括來(lái)源于反義鏈轉(zhuǎn)錄本的反義circRNA (Antisense circular RNA) 、來(lái)源于基因間序列或其他未注釋基因組序列的circRNA (Intergenic circular )。
絕大多數(shù)的circRNA屬于外顯子類型的circRNA,保守性較其他種類的circRNA也更高。
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CircRNA發(fā)現(xiàn)歷程表 |
環(huán)狀RNA主要生物學(xué)功能:
1.miRNA海綿功能
根據(jù)堿基的互補(bǔ)配對(duì)法則,miRNA通過(guò)與靶基因中非翻譯區(qū)域結(jié)合從而抑制或促進(jìn)mRNA的翻譯。RNA之間可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)的方式結(jié)合共同的miRNA來(lái)影響miRNA對(duì)靶基因的抑制作用,這一類RNA稱為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)。研究表明,circRNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且含有大量的miRNA應(yīng)答原件,可以作為高效的ceRNA,與miRNA結(jié)合,發(fā)揮miRNA海綿功能,吸附miRNA,有效地抑制miRNA與靶基因非翻譯區(qū)的結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因的調(diào)控作用。另外,有些circRNA還可以與多個(gè)miRNA結(jié)合,影響多種基因的調(diào)控。
2.作為翻譯模板
circRNA缺乏帽依賴性翻譯的必需元件,如5'帽和polyA尾,因此,一般情況下被認(rèn)為不具備翻譯的功能。但是近年來(lái)隨著對(duì)circRNA的進(jìn)一步的研究,發(fā)現(xiàn)有少數(shù)的circRNA含有內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)序列(IRES)使其具備了翻譯能力,比如circ-ZNF609,circMb1,circFBXW7,circPINTexon2和circ-SHPRH已被證實(shí)可作為蛋白質(zhì)模板。
3.調(diào)控基因表達(dá)
有些CircRNA可與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。EciRNA可以與細(xì)胞內(nèi)某些蛋白質(zhì)分子特異性結(jié)合, 作為腳手架 (Scaffold) 與RNA或DNA結(jié)合, 為RNA結(jié)合蛋白(RBP)、RNA、DNA之間互作提供平臺(tái)。
CircRNA數(shù)據(jù)庫(kù):
① circBase(http://www.circbase.org/)
circBase收集了近幾年研究發(fā)現(xiàn)的上萬(wàn)種環(huán)狀RNA,是一個(gè)通過(guò)收集和整合已經(jīng)發(fā)布的circRNA數(shù)據(jù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)。目前該數(shù)據(jù)庫(kù)收集包括以下7個(gè)物種的circRNA信息:人(hg19)、小鼠(mm9) 、秀麗線蟲(ce6)、黑腹果蠅(dm3)、矛尾魚(latCha1)、腔棘魚(latCha1)、真渦蟲(S.mediterranea),通過(guò)在搜索界面中的list search提交circBase支持的circRNA ID號(hào)或基因組區(qū)域位置信息,可以快速查詢相關(guān)circRNA信息;研究者也可以通過(guò)table browser進(jìn)行條件設(shè)置,篩選自己所需要的circRNA數(shù)據(jù)。
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② circRNABase數(shù)據(jù)庫(kù)
(http://starbase.sysu.edu.cn/starbase2/mirCircRNA.php)
該數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)整合已發(fā)表的circRNA數(shù)據(jù),構(gòu)建miRNA與circRNA以及circRNA與RNA結(jié)合蛋白(RBP)的互作網(wǎng)絡(luò)。
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維真CircRNA服務(wù)項(xiàng)目:
① CircRNA載體構(gòu)建與病毒包裝
維真生物將環(huán)化框裝入載體中,構(gòu)建成功了大量circRNA表達(dá)載體,并建立了腺病毒、慢病毒和AAV全套circRNA過(guò)表達(dá)和干擾載體的系統(tǒng)。
部分載體列表:
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更多環(huán)化載體咨詢,請(qǐng)撥打400-077-2566,或當(dāng)?shù)劁N售經(jīng)理。 |
② CircRNA表達(dá)量與成環(huán)性檢測(cè)
維真生物可提供專業(yè)的circRNA表達(dá)量與成環(huán)性檢測(cè)服務(wù)。我們能針對(duì)CircRNA上的不同區(qū)域設(shè)計(jì)特異性的RT-PCR驗(yàn)證引物,從而檢測(cè)circRNA的表達(dá)水平,并能準(zhǔn)確的計(jì)算成環(huán)效率。