Circular RNA 研究技术手册.PDF

环状RNA(CircRNA)研究技术手册 Circular RNA 研究技术手册 一、环状RNA 概述 何谓环状 RNA （circRNAs ）？ circRNAs（Circular RNAs ，环形 RNA分子 ）是一类不具有 5 末端帽子和 3 末 端 poly(A)尾巴、并以共价键形成环形结构的非编码 RNA分子。circRNA是区 别于传统线性 RNA的一类新型 RNA ，具有闭合环状结构 ，大量存在于真核转录 组中。大部分的环状 RNA是由外显子序列构成，在不同的物种中具有保守性 ， 同时存在组织及不同发育阶段的表达特异性。由于环状 RNA对核酸酶不敏感 ， 所以比线性 RNA更为稳定，这使得环状 RNA在作为新型临床诊断标记物的开 发应用上具有明显优势。 环状 RNA研究的历史 ？ 1971年。研究者在马铃薯纺锤块茎病的研究中 ，发现类病毒 （Viroids ）能侵染 植株并导致死亡。与病毒不同的是 ，类病毒没有蛋白质外壳包被 ，基因组是单链、 闭合、RNA分子。 1979年洛克菲勒大学的 Hsu和 Coca-Prados在电子显微镜下观察到的真核细 胞细胞质中观测到环状 RNA的存在。 1 环状RNA(CircRNA)研究技术手册 1993年在小鼠精子决定基因 Sry 中发现环状转录。 2006年在果蝇中发现来自于 Muscleblind的未知环状转录本。 2012年，Salzman通过 RNA-Seq方法首次报道了~80个环状 RNA。至此借 助于高通量测序技术 ，环状 RNA(circular RNA)验明正身进入科研视界。大量的 circRNA分子被相继发现，Jeck 等在人类成纤维细胞中检测出了高达 25000 多种的 circRNA ；而Memczak等通过 RNA-seq 数据结合人白细胞数据库鉴 定出 1950种人类 circRNA、1903种小鼠circRNA (其中81种与人类 circRNA 相同) 和 724种线虫 circRNA。虽然 circRNA大规模研究时间不长，但重量级 文章陆续在 NSC等期刊上发表，研究热潮已然升起。 2 环状RNA(CircRNA)研究技术手册 CircRNA 时间轴 环状 RNA主要有哪些类型 ？ 目前发现的circRNA主要来源于基因外显子 ，但多项研究也表明 circRNA 的类 型比想象的要复杂，可以来自基因组上多种基因结构。 3 环状RNA(CircRNA)研究技术手册 同一基因位置可以产生不同类型的环状 RNA 环状的 RNA主要特征有哪些 ？ (1)circRNA 由特殊的可变剪切产生，大量存在于真核细胞的细胞质中，但少部 分内含子来源的 circRNA则存在于核酸内，具有一定的组织、时序和疾病特异 性; (2)广泛存在于人体细胞中，有时甚至超过它们线性异构体的 10倍之多; 4 环状RNA(CircRNA)研究技术手册 (3)与传统的线型 RNA(linear RNA ，含5 ＇和3 ＇末端)不同，circRNA分子呈 封闭环状结构，不易被核酸外切酶 RNaseR降解，比线性 RNA更稳定; (4)具有高度保守性，部分具有快速的进化性改变; (5)大多数来源于外显子，少部分由内含子直接环化形成; (6)部分 circRNA分子含 miRNA应答元件(miRNAresponseelement ，MRE) ， 可充当竞争性内源 RNA(competing endogenousRNA ，ceRNA) ，与miRNA 结合 ，在细胞中起到 miRNA海绵的作用 ，进而解除 miRNA对其靶基因的抑制 作用，上调靶基因的表达水平; (7)可以翻译成蛋白质，但大部分是非编码 RNA。 环状 RNA的形成机制是什么 ？ circRNA通过非经典剪接方式进行反向剪接形成。一种模型认为 pre-RN