環(huán)狀rna (Circular RNAs, circRNAs)是一種新興的rna家族成員，由于其在細(xì)胞生理和疾病進(jìn)展中的新功能作用，在研究中獲得了重要地位。環(huán)狀rna廣泛地存在于細(xì)胞中，并顯示出組織特異性表達(dá)和發(fā)育特異性表達(dá)。環(huán)狀rna的特點是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、保守和細(xì)胞內(nèi)的高豐度。

在本文中，作者討論了生物發(fā)生的不同模式。circrna的定位、結(jié)構(gòu)和保守模式、穩(wěn)定性和表達(dá)特異性等特性也被闡明。此外，作者還討論了circrna的生物學(xué)功能，如microRNA (miRNA)海綿吞噬、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)、細(xì)胞間通訊、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、翻譯調(diào)節(jié)、疾病診斷和治療潛力。這篇綜述提供了對circrna潛在的診斷標(biāo)記物和治療潛力的理解，circrna每天都在出現(xiàn)。

圖片來源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34484862/

環(huán)狀rna (Circular RNAs, circRNAs)是rna家族中一個神秘而令人興奮的成員，近年來開始得到人們的認(rèn)可。環(huán)狀rna的研究進(jìn)展迅速。這些分子是共價封閉的單鏈轉(zhuǎn)錄本，由前體mRNA (premRNA)通過反向剪接過程生成，也稱為選擇性剪接。在這個非典型過程中，一個剪接供體位點(下游50個剪接位點)與上游區(qū)域(上游30個剪接位點)共價連接。此前，circrna被認(rèn)為是不尋常剪接的副產(chǎn)品，沒有功能或微小的功能活動。然而，隨著高通量RNA測序(RNA-seq)和環(huán)狀RNA特異性計算生物學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展，真核生物中出現(xiàn)了大量環(huán)狀RNA，人們對其功能進(jìn)行了探索。在真核生物中發(fā)現(xiàn)的環(huán)狀rna存在于不同的后生動物中，即真菌、蠕蟲、魚類、昆蟲、哺乳動物和植物。

雖然circRNA是單鏈RNA，但它不同于線性RNA，因為它是共價封閉的，這賦予了circRNA一些迷人的特性，如親代基因調(diào)控、蛋白質(zhì)復(fù)合體支架、microRNA (miRNA)海綿效應(yīng)和RNA-蛋白質(zhì)相互作用。盡管沒有聚腺苷酸化 (poly(A)) 和 caps，但通常 circRNA 可以定位于細(xì)胞質(zhì)，因此這可能是它們獨特的功能能力的原因。

然而，通過前mrna外顯子的反向剪接，很難通過聚腺苷化RNA-seq等實驗來定位或注釋。因此，在整個RNA池中，環(huán)狀RNA仍然未被消化，而其他RNA則通過RNase R被消化;所以它有助于方便地訪問這些環(huán)狀rna分子，下一代RNA-seq，然后進(jìn)行具體的計算研究。

需要指出的是，在幾個circRNA亞型中，有四個主要的circRNA亞型。其中包括由單個或多個外顯子衍生的外顯子環(huán)狀rna (exonic circRNAs, ecircRNAs)，以及內(nèi)含子rna。另一種環(huán)狀rna是前trna內(nèi)含子環(huán)狀rna，它是通過剪接前trna內(nèi)含子而產(chǎn)生的。外顯子-內(nèi)含子環(huán)狀rna的產(chǎn)生是為了保留內(nèi)部內(nèi)含子。環(huán)狀內(nèi)含子rna (ciRNAs)的產(chǎn)生是在典型剪接過程中產(chǎn)生的，這是由于內(nèi)含子套索脫分支失敗而產(chǎn)生的。ciRNAs和內(nèi)含子-外顯子環(huán)狀rna通過與snRNP(小核核糖核蛋白)相互作用，在細(xì)胞核中執(zhí)行祖先基因的轉(zhuǎn)錄。

不同的環(huán)狀rna與不同的疾病相關(guān)

圖片來源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34484862/

通過設(shè)計獨特的現(xiàn)代工具，如環(huán)狀rna的生物信息學(xué)工具，可以研究更多的功能特性，其中環(huán)狀rna的可能靶標(biāo)識別和與可能靶標(biāo)的相互作用可以非常有效地被研究。然而，需要許多具有不同算法的生物信息學(xué)工具來有效檢測環(huán)狀rna及其結(jié)構(gòu)和相互作用。此外，能夠確定特定細(xì)胞類型(特別是單個細(xì)胞)中空間和時間上的基因表達(dá)模式的策略，對于理解環(huán)狀rna的生物學(xué)功能更為現(xiàn)實。此外，在不久的將來，需要開發(fā)新的、快速的全基因組環(huán)狀rna測序技術(shù)來注釋環(huán)狀rna的作用和生物學(xué)功能。

另一個有趣的事實是 circRNA 的二級結(jié)構(gòu)可能會影響 miRNA 海綿化能力。然而，miRNA海綿化還需要更詳細(xì)的研究。發(fā)育生物學(xué)中的環(huán)狀rna應(yīng)該作為另一個研究領(lǐng)域進(jìn)行探索。除了這方面的探索，還需要在許多領(lǐng)域進(jìn)行研究，以驗證環(huán)狀rna在植物和動物系統(tǒng)中的活動和調(diào)控。然而，CRISPR-Cas9技術(shù)等最先進(jìn)的方法將有助于更深入的研究，并有助于解決不同的研究問題。（生物谷 世聯(lián)博研Bioexcellence）

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