环状RNA的研究现状及展望
2014-08-30夏世金胡明冬刘露梅邰先桃
夏世金 高 文 胡明冬 刘露梅 邰先桃
环状RNA(circular RNA, circRNA)或称环形RNA,是新近确认的一类特殊的非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)分子,是继microRNA(miRNA)后RNA家族的一颗极具发展潜力的正在升起的新星,也是RNA领域最新的研究热点,方兴未艾。通过与疾病关联的miRNA相互作用,circRNA在疾病中发挥着重要的调控作用,有巨大潜力成为新型的临床诊断标志物。
circRNA是一类主要由一个以上外显子构成的环形RNA分子,大量存在于真核细胞,具有一定的组织、时序和疾病特异性。circRNA最先在植物类病毒中被发现[1],随后在研究肿瘤抑制基因DCC、人Ets-1基因及小鼠Sry基因时,发现从核前体mRNA(precursor messenger RNA, pre-mRNA)加工而来的RNA呈环状[2-5],表明真核细胞中也存在着非线性RNA: circRNA。早期,关于circRNA的文献报道少,且表达水平低下,故在很长一段时间里,circRNA被认为是错误可变剪接(alternative splicing )而形成的副产品,属于自然界中一种极罕见现象[5-6],甚至被当做遗传意外或实验人为因素所致,并未引起学术界重视。
随着RNA测序(RNA sequencing, RNA-seq)和生物信息学等技术的快速发展,人们在大规模研究转录组数据时发现,circRNA并不像之前所认为的那样是一种极罕见现象,反而大量存在于真核细胞中。Danan等[6]发现,circRNA在古生菌细胞普遍存在,并认为其极有可能具有生物学功能。同时,Salzman等[7]也证实circRNA在人类细胞基因表达中是一个普遍现象,并可能扮演着多种生物学功能的重要角色。Jeck等[8]采用高通量测序方法,在人成纤维细胞中检测到超过25 000种circRNA,认为circRNA是RNA剪切后所形成的一类极稳定的保守性产物,此外还发现circRNA可被小型干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)降解。Memczak等[9]研究证实circRNA参与转录后调控,Hansen等[10]的研究则揭示circRNA可作为miRNA海绵(miRNA sponge)来影响基因的调控与表达。……
