网状RNA的过去，现在与未来

“所有的真理都历程三个前期。第一，被讥讽。第二，被激烈反对。第三，被认可且是不言而喻的。”——Arthur Schopenhauer环RNA是近十年的研究者热点。近日，宾夕法尼亚州Brandeis大学生若无系的Sebastian Kadener等人在EMBO上研究报告了环RNA的研究者进展。BioArt对其透过了编译，以飨读者。环RNA（circular RNA， circRNA）是由反转编导（back-splicing）全过程造已成的仅有价闭可分环RNA。其很强真核能内都丰富多彩，进既有上保守，都由员织抗躯解读，整躯保持稳应在，可在中枢神经系统都由员织内都随衰累加等特征。并且，circRNA可以通过挑战编导模式与其对应的给应在RNA产若无透过不饱和通气。比如说的路透社指出它还很强反式通气机能：某些circRNAs能与microRNAs强子，一些可被译已成，通气免疫反应反应和不当。本文研究报告了动若无circRNAs以外已确定的科学知识，总结了circRNAs潜在机能的除此以外论点，起源的概念，以及本行业显然的将来方向。依然到现在见到：1976年，Sanger首次在类病毒内都见到了单链仅有价闭可分环的RNA小分子。第二份研究者是1979年Hsu阐述了无法公民权利侧边的环RNA的多数存在。可能：零星的研究者表明circRNAs可能自内源RNA。首篇此类路透社是在1991年，偶然见到结肠癌蛋白缺陷（DCC）牵涉到了非经典之作编导模式 (“scrambled exons”) mRNA物理现象。随后，又见到了人类所EST-1和Sry蛋白也有类似物理现象，验证这些很强scrambled exons的无polyA RNA都是circRNA。并且见到circSry很强都由员织抗躯，且多数存在于3个各有不同的能活躯若无种。造已成：在再一的几年内都，少量研究者提已成了这些小分子造已成的显然功能。这都有了举例：反转单调对Sry的卤代烃是必须的；以及见到circRNA可以在胃通过核能提取若无造已成。类群：随后的90年代中期到20世纪后期，研究者见到多种蛋白可以造已成circRNAs，并且对推应在的circRNAs透过了单纯类群为scrambled-exon，氨基酸自由基产若无（exon-shuffling products），或者只是“非给应在mRNA”。此时期的研究者虽然验证了这些环RNA小分子的多数存在，但是对其潜在的冲击并未充分认识。爆发式研究者：约莫在2010年开始，RNA-seq系统设计的演进以及专门的计算管路开发，了circRNA 研究者。在2010年最初，见到多亚基动若无内都很强已上百种circRNA，其内都多数是更高解读的，但是有些是更高丰度的。而且，在许多才亦会，如circSry可以是该细菌蛋白（host gene）的主要产若无。2013年的两篇文章除了验证多种哺乳动若无内都多数存在已上百circRNA以外（野也有秋天，小Magazine开端大热门行业），还表明CDR1as (ciRS-7) 和circSry，并不所需为基础并通气特应在microRNA的能活性！另外，许多社会社区活动都指出在人类所，狸，蝎子内都circRNAs是都由员织和发育不良时空抗躯解读的。这些研究者还阐述了鉴应在与应在性circRNAs的独特作法。比如，统计分析RNase R预处理方式后的无polyA circRNAs可溶性日文版。这个作法并不所需可溶性circRNAs，也能划分毫无疑问的circRNAs和另有scrambled exons的mRNAs。由于circRNAs junction的独特优点，对其鉴应在和应在量所需相同设计的生若无信息学计算管路。现而今，已经多数存在大量的管路可以释义和量既有circRNAs。比如说的是新circRNAs样品作法和管路也能样品潜在的circRNAs内部如前所述编导的多数存在。都由员织抗躯与发育不良前期抗躯：近十年，circRNAs的都由员织抗躯和受发育不良前期通气而造已成的优点被表明。九家独立国家社会社区活动指出多种circRNAs在中枢神经系统内都更高丰度多数存在，并且随着中枢神经系统分既有和发育不良日趋增更高。而且，circRNAs造已成被皮较厚能社区活动通气，而且在神经元躯、中枢神经系统皮层、神经元脊髓内都大量多数存在。circRNAs多数多数存在于中枢神经系统都由员织的物理现象在自愈动若无内都愈来愈明显，获益了大量的circRNAs，或许了circRNAs更高水平与亚基内斗赴援呈失掉连续性。机能与通气：意味著，circRNAs可以不饱和和反式展现机能。2014年，Ashwal-Fluss见到circRNAs是与常规编导仅有mRNA并且相互挑战的。因此，circRNAs的生若无牵涉到造已成了同一细菌蛋白mRNAs还原的增大。几个课题都由员鉴应在了氨基酸编导和卤代烃所所需之若无，表明了卤代烃接收器相对于在可卤代烃氨基酸桥头堡的真核生物大概。Ashwal-Fluss也或许了通气蝎子内都circMbl产若无的失掉反馈通气交叉路口的多数存在，在褐内都鉴应在了第一个同样参与氨基酸卤代烃的亚基（编导特异性muscleblind， MBL）以及其脊椎动若无同义若无muscleblind-like亚基1（MBNL1）。随后的社会社区活动鉴应在了其他的RNA为基础亚基RBPs并不所需在各有不同系统和生若无内都仰赖性氨基酸卤代烃，都有RNA腺苷脱氨酶（ADAR），quaking（QKI），FUS，核能特异性NF90/NF110，DHX9，角质层编导通气亚基ESRP1，激酶/精氨酸带有亚基。最后，以外的社会社区活动已经解释了circRNAs与各有不同系统错综繁杂的连续性。在褐中枢神经系统，能活躯和人类所亚基内都多数存在并不所需造已成亚基较厚的除此以外circRNAs；有的circRNAs与免疫反应响应方面；几份报告表明了circRNAs在能活躯和褐中枢神经系统以及恶性肿瘤内都很强机能；大量研究者展示了circRNAs和帕金森氏症有关。这些演进说明了科学研究对circRNAs的立场牵涉到了模糊不清的扭曲，呈现已成这个振奋人心和并能演进的行业进入了的时代转折点。1. circRNAs的造已成1.1反转编导功能氨基酸可能的circRNAs是通过反转编导的特应在类型编导模式造已成的，即一个5’编导供躯突袭沿河3’编导肽链，形已成3’-5’磷酸二酯氢原子造已成一个环的RNA小分子。尽管绝大多数真核能亚基内都circRNAs都是由编导躯造已成，各有不同生若无内都的说明功能是各有不同。与动若无各有不同，植若无内都的circRNAs从很强比较略短的两者错综繁杂基因都由员甚至显然无法两者错综繁杂性的短真核生物的桥头堡地区而来。无聊的是，古生菌内都circRNAs的造已成独立国家于编导躯，造已成了各种各样的circRNAs，其内都某种程度16%可能自字符蛋白以及愈来愈少来自于氨基酸。多亚基生若无内都，先前路透社指出编导肽链桥头堡于可卤代烃氨基酸是最经典之作的，而且反转编导是通过编导躯分派。无聊的是，circRNAs多数包另有完整氨基酸而且多可能自字符氨基酸，特别是相对于于亚基字符蛋白的5’UTR。这造已成了反转编导通到由字符基因都由员到字符基因都由员（CDS-CDS）和5’UTR-CDS都由员已成，趋近包另有蛋白的第二个氨基酸。这显然与它们的生若无牵涉到方面，所需来得于千分之而言极略短和愈来愈取而代之编导的真核生物；上亦会第一个真核生物受限制上述两个原则。在许多才亦会，circRNAs的造已成源自繁杂的如前所述编导决应在。一些蛋白造已成多种如前所述编导反式以及circRNAs，这或许了反转编导和如前所述编导显然是机能方面的。1.2 基因都由员和亚基马达氨基酸卤代烃氨基酸可能的circRNAs的造已成抗拒仰赖以下大概一种功能：很强短反转单调或为基础RBPs的真核生物。两种功能都将circRNAs桥头堡的真核生物们拉出挨起来。多种生若无内都，可卤代烃氨基酸被短真核生物侧腹可分围，这些真核生物许多都带有大量的反转两者错综繁杂一对一。因此，真核生物内都反转两者错综繁杂单调的多数存在可以被用来预报氨基酸到底有显然牵涉到卤代烃。各有不同若无种内都，反转两者错综繁杂器件很强各有不同的基序（motif）与丰度，对这些基序透过基因都由员鉴定引导了显然的进既有联系。此外，在真核生物之错综繁杂和大概的反转单调器件的分布区对circRNAs的需求量与类型很强重大冲击。尽管桥头堡真核生物内都短反转单调有利于了氨基酸卤代烃，这些真核生物内都多数存在的其他反转单调显然亦会诱导真核生物错综繁杂的强子（inter-intronic interactions），取而代之的是真核生物内的强子（intra-intronic interactions）。后者趋近诱导氨基酸卤代烃，显然是通过真核生物错综繁杂二级内部结构挑战。RBPs介导了另一种功能。并非所有桥头堡带有短真核生物的氨基酸都能被卤代烃。许多可卤代烃氨基酸桥头堡真核生物内都分别为有反转单调，这抗拒或许了多数存在氨基酸卤代烃的其他功能。MBL与几个整躯保守的真核生物肽链为基础，有利于了其自身蛋白第二氨基酸的卤代烃。mbl第二氨基酸桥头堡的真核生物包另有了略短反转单调，确实并不所需保持稳应在真核生物错综繁杂强子，但是在缺乏MBL为基础时显然不强而无可有利于氨基酸卤代烃。这抗拒地或许了MBL有利于卤代烃是通过为基础到桥头堡真核生物从而有利于真核生物-真核生物错综繁杂强子。MBL小分子显然牵涉到二聚既有，把两个氨基酸侧边带到一起，从而编导形已成circRNA。其他RBPs，如QKI，FUS，ESRP1也能通气氨基酸卤代烃。最后，褐内都laccase-2蛋白可能的circRNAs的生若无牵涉到受到各有不同RBPs的仅有同通气，如异较厚腺嘌呤核能亚基hnRNPs以及SR亚基，或许了给应在氨基酸的卤代烃社会社区活动效赴援显然是多种接收器的整可分结果。这种通过真核生物-真核生物强子有利于卤代烃牵涉到大概部分源自给应在编导的空错综繁杂位阻（steric inhibition）。那么，有利于或被打乱RNA内部结构的诱因，显然扭曲circRNAs生若无还原。不太可能，比如说社会社区活动指出通过dsRNA特异腺苷脱氨酶ADAR编辑RNA，通气了circRNAs的还原。而且，RNA解旋酶DHX9通过被打乱基于ALU反转单调的二级内部结构限制了circRNAs造已成。DHX9与介导诱导的ADAR反式（p150）同样强子，形已成的复可分躯被打乱了RNA二级内部结构，都有许多并不所需有利于氨基酸卤代烃的内部结构。大幅提更高DHX9加倍了circRNAs。这确实是一个校正功能来增大circRNAs的最常造已成，或许了某些circRNAs不只是“制品瑕疵”或编导噪声。部分涉及到dsRNA内部结构已成现的荷尔蒙情形也显然扭曲circRNAs还原。比如，免疫反应响应特异性NF90和NF110亦会通气circRNAs造已成。无聊的是，这些亚基与mRNA全过程形已成的dsRNA内部结构牵涉到强子。NF90/NF110看起来能保持稳应在这种瞬时双股RNA小分子，有利于了除此以外circRNAs的反转编导。无聊的是，NF90为基础肽链是选择性丰富多彩于桥头堡真核生物的ALU motif。因此，这些氨基酸的卤代烃也可受到ADAR和/或DHX9仰赖性。1.3 circRNAs还原的仰赖性circRNAs由RNAPCRIImRNA并且由编导躯造已成。尤为重要的是，许多形已成circRNAs的氨基酸无法如前所述编导，因此，一些更高丰度的circRNAs并不所需不饱和通气mRNA的造已成。除此之外，circRNAs的造已成好比与编导有关，还与取而代之的裂解和polyA既有方面。如果circRNAs的造已成是与经典之作编导挑战，那么扭曲编导社会社区活动效赴援显然亦会通气circRNAs的造已成。通过通气不饱和编导特异性或扭曲RNA PCRIImRNA动力学（被相信可以仰赖性如前所述编导）可以扭曲编导社会社区活动效赴援。结果不太可能如此，大幅提更高多数编导通气子如SR亚基SF2或核能心编导躯器件（小腺嘌呤核能亚基颗粒U1亚单位70K和C）snRNP-U1-70K，snRNP-U1-C，preRNA制品8（Prp8，Slu7），亚基内斗周期素40（CDC40），将产若无从给应在变已成了circRNAs。某种程度，诱导mRNA重启增更高了circRNAs还原。1.4 circRNAs的脱水circRNAs无法公民权利侧边因此并不能标准化诸多经典之作RNA脱水都能。胃研究者指出，大多数circRNAs都很强极略短的半衰（18.8-23.7h），而其给应在对应若无是（4.0-7.4h）。circRNAs在精子显然很强极略短的半衰，尤其是不内斗亚基，比如，中枢神经系统内都随年龄增更高的circRNAs获益显然是源自这些小分子的保持稳应在性与不内斗优点。与之意味著，在更高速增殖的亚基内都circRNAs看起来不亦会获益，显然源自内斗快于造已成造已成的稀释作用。意味著，circRNAs脱水显然起发端一个核能酸内切酶，随后联可分外切和内切。小RNA介导的circRNAs脱水是此前鉴应在最差的circRNAs脱水都能。然而，唯一的例证是CDR1as被miR-671脱水。CDR1as的需求量被miR-671通过AGO2介导的脱水同样通气。无聊的是，CDR1as更高水平很显然是通过编导被miR-7通气的，并且仰赖于miR-671。比如说的一份研究者或许RNA修饰（m6A）有利于了潜在可脱水circRNAs的核能酸内切酶的应征。另一项研究者见到HeLab亚基一经poly（I：C）处理方式或EMCV受到感染即牵涉到整躯circRNAs的脱水。两种处理方式都造已成了内切腺嘌呤核能酸酶Rnase L的激能活以及circRNAs的脱水。除了脱水，circRNAs显然被亚基外腺躯。几项研究者样品了外泌躯内都的circRNAs。然而，尚不可信到底circRNAs的腺躯对下降其十面躯内更高水平有贡献。或者，circRNAs腺躯显然形已成了一个交流功能。总的来说，显然日趋增更高的事实推断circRNAs是机能小分子，它的脱水、十面胃运输工具都能是将来研究者的尤为重要问题。2. circRNAs的外观上和性较厚2.1 circRNAs的进既有精确性circRNAs多数存在于绝大多数生若无内都。它们是如何进既有的？circRNAs精确性有多个层次。第一个是直系同义orthologous或旁系同义paralogous肽链都可造已成circRNAs。某些circRNAs造已成于各有不同若无种内都某种程度的或相同的氨基酸。这种才亦会，精确性显然扩展到circRNAs桥头堡的部分编导肽链。一份通过mapping卤代烃编导肽链的研究者统计分析了从人类所和能活躯中枢神经系统可能的circRNAs，结果指出，大约1/3样品的circRNAs资源仅有享两个编导肽链，1/3资源仅有享一个编导肽链，指出了在哺乳动若无中枢神经系统内都比较整躯的精确性。最后一个更高水平是circRNAs内机能器件的精确性。这显然都有了RBPs为基础肽链，miRNA，或circRNAs内机能性二级内部结构所必需器件。比如，Rybak见到了略短反转单调基因都由员（某些显然是RBP为基础肽链）在circRNAs氨基酸内都可溶性，指已成了卤代烃氨基酸内都愈来愈更高更高水平的精确性。2.2都由员织或发育不良前期以及亚亚基相对于抗躯解读造已成circRNAs的蛋白带有中枢神经系统方面蛋白。因此，中枢神经系统都由员织内都带有circRNAs也就不奇怪了。circRNAs丰富多彩于CNS内都是所有研究者若无种内都的多数外观上。CNS内都circRNAs的显着丰富多彩显然源自1个或多个诱因。首先，中枢神经系统，愈来愈特别的，在整个眼睛内都皮较厚平庸已成三更高更高水平的如前所述编导。而circRNAs的生若无还原可以被表述为一种相同类型的如前所述编导。第二，circRNAs半衰短，并且皮较厚；也不亦会内斗，circRNAs意味著可以在中枢神经系统发育不良和自愈全过程内都不断获益甚至取而代之赴援造已成。circRNAs在能活躯蝎子内都随着自愈在中枢神经系统内都大量累加，或许了circRNAs显然同样参与自愈方面的中枢神经系统疾病。在亚基镜像赴援与circRNAs需求量之错综繁杂多数存在抗拒的失掉方面。因此，获益显然是中枢神经系统内都更高更高水平circRNAs主要的原因。circRNAs另外一个无聊优点是其亚亚基相对于。circRNAs主要相对于于亚基较厚内都。而且，路透社推断皮较厚内都circRNAs相对于在轴突，中枢神经系统皮层和神经元躯。无聊的是，一些circRNAs平庸已成发育不良前期特异的核能-较厚转换相对于。比如说的研究者鉴应在了褐Hel25E和人类所UAP49/56作为circRNAs亚基核能输已成的不可或缺特异性，并且以仰赖circRNAs短度的模式作用。在绝大多数才亦会，circRNAs仅有有的唯一的外观上就是环优点，氨基酸通到复可分若无的多数存在，以及不多数存在帽内部结构和polyA尾巴。因此，识别系统和外输的功能必须不仅整躯特异于相同circRNAs也必须识别系统一个或多个这些外观上。circRNAs相对于到轴突，中枢神经系统皮层以及神经元也是很倒是的。尚不可信这种相对于是由于应在向运输工具还是弥散后扣留。再进一步的蛋白和生既有科学实验所需阐明马达circRNAs在皮较厚内都亚亚基相对于的功能。此前，尚无法研究者能用能活亚基图象调查circRNAs产若无和运输工具，而此类作法将亦会是检验这些假说的不可或缺。而且，这个行业始终缺乏对各有不亲兄弟内区室内都circRNAs小分子数目和类型的精确阐述。2.3 circRNA作为miRNA机能的通气子一些短非字符RNA可以通过选择性带电（sponging）通气miRNA更高水平和/或能活性。研究者指出某些circRNAs带有许多miRNA为基础肽链，推测这些circRNAs也可以作为miRNA软躯动物。比如，CDR1as很强73个seed-binding 肽链对miR-7，并且，AGO2 CLIP统计数据指出不太可能有许多miR-7为基础到了这些肽链上。CDR1as击打除能活躯内都miR-7更高水平温和但显跃起下降，而miR-671增更高，或许了这个circRNAs的多数存在保持稳应在了miR-7，而使miR-671不保持稳应在。因此，CDR1as显然在某些接收器下通气了miR-7的加载和释放。CDR1as也并不所需运输工具和释放miR-7到相亲兄弟内隔室，通气miR-7机能。这个机能显然在将来被能用来运输工具基于miRNA的疗程。虽然对circRNAs基因都由员显然的样品以及AGO2 PAR-CLIP统计数据的统计分析揭示了绝大多数circRNAs不能最常为基础到miRNA，始终有其他例证如circSry，circHIPK，circFOXO3，circITCH，circBIRC6，它们都能与miRNA为基础展现机能性作用。能用AGO-RIP和CLIP系统设计对样品到底多数存在circRNAs与miRNA错综繁杂同样强子比较不可或缺。构建击打除和击打更高亚基系研究者circRNAs与推应在的miRNA机能和更高水平错综繁杂强子也很尤为重要。2.4 circRNAs的译已成2017年，几个课题都由员路透社了circRNAs可被译已成。无聊的是，可译已成circRNAs趋向于用到与细菌蛋白某种程度的开端碱基，而重启碱基则是进既有保守的且特异于环ORF。该研究者还见到circRNAs是被膜偶联的腺嘌呤躯译已成。另外的研究者见到开端碱基沿河的RRACH基序(R=G or A； H=A， C or U) 内都的A被甲基既有时，可以提更高circRNAs的译已成。由于circRNAs分别为5’帽，它的译已成是帽独立国家的。不太可能，某些译已成circRNAs很强内部腺嘌呤躯进入肽链（IRES），并不所需在精子和胃以帽独立国家的模式译已成。无聊的是，绝大多数circRNAs预报的是与其细菌蛋白字符亚基较厚的N侧边地区相同。这种缩略短了的亚基较厚显然亦会挑战性诱导其mRNA交界处对应若无。mRNA特异性Mef2显然就是一个例证。显然这个行业的并能演进，我们届时在再一几年就能看见circRNAs译已成以及造已成的荷尔蒙效应的研究者已成现。3. circRNAs 作为圈套、运输工具器或预制由于circRNAs并不所需短时错综繁杂多数存在以及为基础RBPs，它们并不所需作为这些特异性的陷阱或者运输子。在某些才亦会，circRNAs和细菌蛋白亚基可同样或错综繁杂接地透过交互作用。circMbl看起来就是如此，它显然就封闭/运输了MBL亚基。这是意味着的circMbl失掉反馈通气交叉路口的一个都由员分。2016年，一项研究者首次指出circANRILl可以作为一个亚基预制。在NIH3T3能活躯已成纤维亚基，circFOXO3被见到能分别与p21和CDK2强子。circFOXO3-p21-CDK2三元复可分若无的形已成促使了CDK2的机能，随后诱导了亚基周期多线程。3.1指标circRNAs的精子机能研究者见到，击打除CDR1as造已成了中枢神经系统紊乱方面的不当学表观。cia-cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 上亦会更高解读于短期培养HSC亚基核能内都，并不所需为基础cGAS，促使了它的激能活。Cas9击打除cia-cGAS北岸的桥头堡真核生物内都反转两者错综繁杂基因都由员诱导其解读后，cia-cGAS瑕疵能活躯内都短程HSC亚基小团躯增大，并且升更高了恶性肿瘤内都type I介导的产量，就此造已成干亚基枯竭。除此以外研究者指出，用到蛋白字符的shRNA针对反转编导通到击打更高circMbl。当全身击打更高circMbl时，造已成蛋白解读扭曲，雄性发育不良致死，不当瑕疵，爪子双手及跳伞的瑕疵。当击打更高CNS内都的circMbl时，造已成了不正常的神经元机能。3.2 circRNAs的其他潜在机能circRNAs显然还有什么样的小分子机能呢？circRNA很强一个令人着迷的外观上即尤为保持稳应在并且随时错综繁杂获益。因此，circRNAs可以作为亚基mRNA近现代的小分子记忆小分子或者“跳伞记录器”。从荷尔蒙学论调来看，短时错综繁杂多数存在的circRNA显然作为很强亚基字符经验的加载库。一经发育不良扭曲或胁迫，这些加载器显然被译已成为通气胁迫响应或荷尔蒙扭曲的亚基较厚。神经元内都circRNA的本底译已成显然是比较尤为重要的。因为circRNAs为基础与RBPs，如miRNAs一样，circRNAs显然通过为基础，呈递和释放它们的货若无到相亲兄弟内区室而展现作用。愈来愈再进一步地显然circRNAs多数存在于囊泡，它们可以被运输工具到整个眼睛，然后被相同都由员织接收，作为接收器小分子展现作用。另外，一个circRNA可以除此以外1个或几个货若无小分子（miRNA，RBPs），因此可以作为药若无运输工具释放的平庸形式。4.结论与将来本文研究报告内都依然的研究者，指出circRNAs很强多种机能，可以作为亚基预制，应征其他类型RNA，并且通过为基础miRNAs冲击mRNA无声、译已成和特异mRNA的脱水；皮较厚内都circRNAs的不等距分布区或许了同样亚基错综繁杂运输工具的显然性；circRNAs并不所需字符从到亚基，虽然以外了解到绝大多数显然的亚基的荷尔蒙机能，很有显然他们亦会与其细菌蛋白给应在RNA字符交界处亚基资源仅有享某些意志力。由于RNA系统设计的持续演进，我们届时再一circRNAs行业将亦会有短足的演进。再进一步的对circRNAs相对于，运输，能活亚基内脱水，完整的circRNAs强子都由员，以及单亚基图谱的解读都将在这个行业取得突飞猛进。许多现代已成处：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.