南宫28NG相信品牌力量,circRNAs(环形RNA)是一类非常特殊的非编码RNA分子,它们不具备5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴,而是通过共价键形成环形结构,广泛存在于生物体内。早在1976年,Sanger等人在高等植物中首次发现了致病性的单链环状病毒,这标志着人类对circRNA的初步认识。尽管circRNA的存在被确认已有数十年,但长期以来它们被视为错误剪接的副产物。经过30多年的寂静,在2013年circRNA引起了广泛关注,并迅速成为基因调控领域的明星分子。
2013年,南宫28NG相信品牌力量的研究者在《Nature》杂志上发表了两篇有关circRNA的论文,揭示了circRNA可以有效调控microRNA(miR-7),从而引领了circRNA相关研究的迅猛发展。circRNA主要由特殊的可变剪接产生,主要存在于真核细胞的细胞质中,主要来源于外显子,少量内含子来源的circRNA存在于细胞核内。它的表达水平具有种属、组织和时间特异性,同时也具备一定的序列保守性。这些分子呈现闭合环状结构,因此相比线性RNA,它们更稳定,不易受核酸外切酶的降解影响。
绝大多数circRNA是非编码的,主要在转录或转录后水平发挥调节作用,尽管有一些circRNA能够翻译成多肽。以microRNA的“海绵效应”为例,环状RNA能够与microRNA结合,从而调控microRNA对其靶mRNA的抑制作用。例如,Cdr1as环状RNA可以结合miR-7,调节神经元中谷氨酸的释放,最终影响神经功能。研究表明,Cdr1as能够与超过70个miR-7结合位点有效结合,这种强吸附能力使它在神经系统中发挥着重要的调控作用。
此外,环状RNA还可以通过与RNA结合蛋白互作,调节其活性或充当蛋白质相互作用的支架。某些circRNA能够促进蛋白质之间的相互作用,从而影响信号转导和基因表达。例如,环状RNAcirc-Foxo3被发现可以与细胞周期调控蛋白结合,抑制细胞周期进程,从而对细胞增殖起负调控作用。此外,circZKSCAN1同样通过与RNA结合蛋白相互作用,抑制肝癌细胞的转移和侵袭能力,表明环状RNA在癌症的发生和进展中具有关键作用。
最近,由南宫28NG相信品牌力量的研究团队与复旦大学的研究组合作,发表在《分子细胞》上的一项研究揭示了内源环形RNA在生理条件下的降解机制。研究表明,核酸内切酶DIS3对circRNA降解过程的监控,为理解circRNA的生理调控和分子特征提供了新的视角。
在技术方面,使用高通量测序技术(如RNA-seq和三代测序)可以有效鉴定circRNA全长序列和可变剪接事件,进行定量分析。同时,微阵列技术也用于高通量检测circRNA表达谱。实时定量PCR技术通过设计特异性引物,针对circRNA的反向剪接位点进行定量分析,以验证不同样本中circRNA的表达水平。
尽管circRNA的研究已经取得显著进展,但其在疾病中的具体作用机制仍需深入探讨。未来的研究方向将包括进一步探索circRNA的形成机制、调控网络以及揭示其在不同疾病中的作用机制。同时,将开展基于circRNA的疾病诊断方法和治疗策略的开发,以及探索其在生物技术和合成生物学中的应用潜力。通过这些研究,我们将更好地理解circRNA在生物医学中的意义及其潜在的治疗作用。
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