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circRNA最近真的很火?竟然是这样

作者:上海美吉生物医药科技有限公司 2016-09-08T15:35 (访问量:17066)

说到circRNA,小伙伴们应该不会太陌生吧?其作为非编码RNA界的耀眼新星,最近几年受到各位学者们的大力追捧。小编对近三年circRNA的国自然基金中标情况进行了统计,结果着实吓了我一跳。2014年有关circRNA的国自然只有3项,2015年增长到13项,而2016年居然有64项!!!这增长速度,小样儿,你这是要上天咋的?!本期小编带领诸位看官一起领略下circRNA的厉害~~先透漏一下,末尾有惊喜呦!

近三年circRNA中标数量

circRNA为虾米这么受欢迎?
环状RNA(circRNA),就是一类具有调控基因表达作用的内源性RNA,呈封闭的环状结构。早些年呢,circRNA被看成RNA转录剪切的副产物,几乎无人问津。而近年来,随着RNA-seq的迅猛发展,科学家们揭开了circRNA的神秘面纱。自发现后,学者们便不可自拔,对它爱爱爱不完,各种研究井喷式增长。由于circRNA稳定性强,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,在临床医学领域中的应用潜力无可估量呀。

1979年,首次观察到真核细胞质中的circRNA

circRNA是怎么产生的腻?
circRNA的产生方式主要有两种,包括外显子环化和内含子环化。环状外显子RNA(circular exonic RNA)多数存在于细胞质中,由pre-mRNA的反向剪切而成,主要有两种模型:套索驱动环化和内含子配对驱动环化。有时,内含子可独立环化形成circRNA,这类circRNA为内含子来源的环状RNA(circular intronic RNA,ciRNA),该类circRNA主要存在于细胞核中。另外,2015年最近研究发现,某些环化外显子中间保留有内含子,此类circRNA被称为外显子-内含子circRNA ( exon-intron circRNA or EIciRNA),目前这类的发生机制还没研究清楚呢。

circRNA的产生方式

circRNA是肿么发挥作用的?
circRNA与其他分子的相互作用,主要有:1)circRNA与miRNA的相互作用:circRNA充当miRNA的海绵;2)circRNA与蛋白质的相互作用:捕获RNA结合蛋白(RBP),从而影响RNA-复合体发挥作用;3)circRNA的翻译功能:可与核糖体结合,重新发挥翻译蛋白质的功能。此外,以下功能也不可忽视呦,circRNA可以调节 pre-mRNA的剪接,从而影响蛋白的产生;circRNA含有miRNA结合位点,可吸附miRNA间接调控mRNA表达;ciRNA正调控RNA聚合酶II转录物活性; EIciRNA与小核糖体U1snRNP结合,提高亲本基因的转录等。circRNA的更多功能还等待着您的挖掘呦!

circRNA的功能

circRNA在临床中取得了咋样的成绩腻?circRNA在疾病的发生发展过程中发挥了至关重要的作用,其中circRNA与肿瘤的研究热度最高。目前,已发现的circRNA与肿瘤的关系有:i)circRNA调节肿瘤的发生:ciRS-7通过抑制具有抑癌作用的miR-7的活性,从而调节胃癌、肝癌和恶性胶质瘤等恶性肿瘤的发生;ii)circRNA作为癌症生物标记物:如食管癌组织中环状ITCH(cir-ITCH)的表达量显著低于正常组织,circRNA在直肠癌组织的表达量下降等。除肿瘤外,circRNA与动脉粥样硬化、帕金森和糖尿病等生理、病理现象的相关研究也开始兴起啦。

看了这么多,大家是不有点累了呢?客官莫急,下面我简单分享了个案例,给诸位解解乏。

案例Tracing the expression of circular RNAs in human pre-implantation embrys. Genome biology, IF:11.313.
本文是汤富酬和乔杰团队的最新力作,该文成功开发了SUPeR-seq技术,可同时对polyA(+)和polyA(-)的RNA进行研究,并首次全面的分析了人类卵母细胞及植入胚胎的circRNA。首先,转录组测序鉴定出了10032个circRNA。然后,利用CIPCexplorer软件对circRNA的表达情况进行分析,结果显示大部分circRNA在不同发育阶段存在明显的差异。

卵母细胞和植入前胚胎的表达情况

接下来,比较人类和小鼠的circRNA,得出产生circRNA的host基因大部分为同源基因。对这些同源基因进行GO富集,发现主要富集在genes of organelle organization等通路。最后,组装了新的转录本,这些新转录本中绝大部分属于lncRNA。

人类和小鼠胚胎中circRNA的比较

看到这里,想必有的小伙伴已经宠宠欲动了吧?小编这就来总结一下circRNA的测序相关问题。

circRNA测序方案及测序量:
1. 去核糖体,构建lncRNA文库,在此基础上使用生物信息学方法预测circRNA
优点:不需要使用RNase R减少部分实验消耗可以同时研究mRNA, lncRNA, circRNA
缺点:只能研究部分高表达的cirRNA,检测准确度差
建议测序量:15G
2. 去核糖体,使用RNase R去除线性RNA
优点:circRNA检出量高,是第一种方案的20倍
缺点:只能研究circRNA
建议测序量:6-8G
circRNA的送样标准:
物种类型:真核有参,建议以模式生物为主
样本类型:细胞、新鲜组织或足量的total RNA
样品量:浓度≥200ng/μl;total RNA总量≥10μg
样本质量:OD260/280介于1.8~2.2之间;OD260/230≥1.5,RIN≥6.5,确保RNA无降解
样品保存运输:RNA用离心管保存,封口膜封口后用干冰运输,组织样品则用冻存管保存,干冰或液氮运输
分析内容:
circRNA的鉴定、分类
circRNA表达差异分析
host基因/差异基因GO、KEGG富集分析
miRNA靶基因预测
mRNA-circRNA调控网络
多样本PCA分析
特定circRNA表达趋势折线图

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