zhangjunpeng的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zhangjunpeng

博文

四张图揭示环状RNAs的特性、细胞作用和潜在应用

已有 1569 次阅读 2022-6-25 21:31 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

四张图揭示环状RNAs的特性、细胞作用和潜在应用

 

环状RNAscircular RNAs)是一类非编码RNA分子,缩写circRNAs只是非常特殊的一类环状RNAs。大部分环状RNAs通过前体mRNAs的外显子绳端织结(back-splicing)方式而形成。最新技术已经部分克服了环状RNAs结构和与线性同源mRNAs序列重合问题,以更好了解他们的细胞作用。取决于他们的定位以及与DNARNA、蛋白质的特定互作,环状RNAs能够调节转录和剪接,调控细胞质内mRNAs的稳定性和翻译,干预信号通路以及在不同生物、生理病理条件下充当翻译模板。近来应用研究(RNA环干预细胞过程,调节免疫反应和直接翻译成蛋白质)为生物医学研究带来了新的启示。本次将从中国科学院上海生命科学研究院陈玲玲老师最新发表的Cell综述论文(Circular RNAs: Characterization, cellular roles, and applications)的四张图出发,介绍环状RNAs研究方法以及讨论当前他们的调控作用和潜在应用。

 

首先,第一张图(图1)主要介绍环状RNAs的注释和功能分类。一般而言,剪接splicing方式产生线性RNA绳端织结(back-splicing)方式才产生环状RNAs,并且环状RNAs的表达丰度普遍低于线性同源mRNAs(图1A)。在RNA-seq之前,采用生物化学方法进行环状RNAs的转录组学(图1B)。长阅读和短阅读序列需要映射到BSJback-splicing junction site)位点随机肽序列的RNA-seq读段来检测circRNAs(图1C)。通常,通过生物实验(例如RT-PCR和桑格测序技术、Northern blot)来验证circRNA候选集(图1D)。了解circRNAs的亚细胞定位和丰度对于解析它们的细胞作用至关重要(图1E)。弄清楚circRNAs的编码和非编码功能对于阐述它们的调控功能至关重要(图1F)。环状RNAs的结构可以通过化学探针方法来确定,表示为circSHAPE-MaP(图1G. 反义寡核苷酸可以用来识别circRNA中包含BSJ的序列,体外合成的RNA环可以作为引物来识别circRNA互作蛋白(图1H

image.png 

1 环状RNAs的注释和功能分类

 

其次,图2主要描述了环状RNAs的细胞作用,包括调节转录、调控剪接、吸附MBL蛋白质、抑制cGAS介导的应答、抑制PKR激活、形成环状RNA-蛋白质复合物、吸附miRNAs、与mRNAs互作、与mRNAs竞争性结合蛋白质。

 

image.png

2 环状RNAs的细胞作用

 

3主要介绍circRNA的翻译形式和功能,包括IRES介导的非帽依赖性翻译、m6A介导的非帽依赖性翻译、CircFGFR1pcircFGFR1翻译而来(通过负效应模式与FGFR1互作,在热休克过程中抑制细胞增殖)、CircARHGAP35能够编码ARHGAP35蛋白。

image.png

3 可翻译的circRNAs

 

最后,图4主要介绍基于环状RNA的生物医学应用,包括可以充当RNA适配体、miRNAs海绵、蛋白质海绵、反义环状RNAs、固有免疫响应的助推器、固有免疫响应的抑制剂、具有翻译功能的RNA环、病理靶标和生物标志物。

image.png

4 基于环状RNA的生物医学应用

 

后话

在过去10年,circRNAs研究领域是机遇与挑战并存。目前研究已经证实,至少有一些表达丰度高的circRNAs在细胞核和细胞质内能调控基因,并且扮演重要的细胞作用,其误调控与病理相关。但是,需要注意的是,许多低表达丰度circRNAs可以是剪接体的副产物,因而很少具有潜在功能。未来,解决circRNAs在人类生长发育和疾病中的生理和病理作用仍然是至关重要。环状RNAs的附加作用将会被揭示,并且基于环状RNA的应用将有利于生物医学研究和临床治疗范式。

 

参考文献

[1] Liu CX, Chen LL. Circular RNAs: Characterization, cellular roles, and applications. Cell. 2022;185(12):2016-2034. doi:10.1016/j.cell.2022.04.021

 

 

以往推荐如下:

1. mRNA表达无法取代蛋白质表达

2. Any RNA

3. 癌症内RNA

4. 一对搭档:计算与生物

5. miRNA组学

6. piRNA关联数据库和计算模型

 

image.png

image.png 




https://wap.sciencenet.cn/blog-571917-1344523.html

上一篇:细胞通讯推理框架
下一篇:走进生物医学工程:前世今生
收藏 IP: 183.225.51.*| 热度|

2 李宏翰 谢钢

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2022-10-3 00:22

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部