的环RNA的过去，现在与未来

“所有的理性都经历三个阶段。第一，被嘲笑。第二，被白热化反对。第三，被公认且是正因如此的。”——Arthur Schopenhauer外缘RNA是持续发展的研究文书工作热点。近来，加拿大Brandeis医学院生内置物系的Sebastian Kadener等人在EMBO上研究成果了外缘RNA的研究文书工作进展。BioArt对其顺利完变成了重写，以飨读者。外缘RNA（circular RNA， circRNA）是由反之亦然定格（back-splicing）步骤消除的共价闭合外缘RNA。其具备真核分裂中都面丰富多彩，变异上软弱，有组织倚赖性隐含，离地保持稳定，可在脑有组织中都面随衰累积等特点。并且，circRNA可以通过竞争性定格分析方法与其对应的离散RNA产内置物顺利完变成环己烷闭环。在在的另据暗示它还具备反式闭环机制：某些circRNAs能与microRNAs耦合，一些可被转译，闭环突变和行径。本文研究成果了动内置物circRNAs迄今未知的知识，总结了circRNAs潜在机制的不断更新近论点，众说纷纭的隐含方式，以及本课题确实的将会方向。只不过到从前见到：1976年，Sanger首次在类病毒中都面见到了双螺旋共价闭合外缘的RNA大分长子。第二份研究文书工作是1979年Hsu叙述了未少数人顶端的外缘RNA的假定。缺少：断断续续的研究文书工作声称circRNAs由来内源RNA。首篇此类另据是在1991年，偶然见到结肠癌突变遗漏（DCC）频发了非当今定格分析方法 (“scrambled exons”) 倚赖性物理现象。随后，又见到了生物EST-1和Sry突变也有多种不同物理现象，假定这些具备scrambled exons的无polyA RNA都是circRNA。并且见到circSry具备有组织倚赖性，且假定于3个相异的人母质内置亚种。消除：在接下来的几年中都，少量研究文书工作提显露了这些大分长子消除的确实组态。这包括了推论：反之亦然移位对Sry的烯烃是不能的；以及见到circRNA可以在质外通过核分裂水杨酸消除。分类法：随后的90世纪末末到20世纪初，研究文书工作见到多种突变可以消除circRNAs，并且对可知的circRNAs顺利完变成了简单分类法为scrambled-exon，胺基酸苯基产内置物（exon-shuffling products），或者只是“非离散mRNA”。此时期的研究文书工作虽然假定了这些外缘RNA大分长子的假定，但是对其潜在的不良影响并未充分认识。爆发式研究文书工作：仅仅在2010年开始，RNA-seq高效率的工业发展以及各种类型的近似值管路共同开发，了circRNA 研究文书工作。在2010年一时期，见到多肝细胚动内置物中都面具备变成千上万种circRNA，其中都面多数是极低隐含的，但是有些是高丰度的。而且，在许多情形，如circSry可以是该寄生虫突变（host gene）的主要产内置物。2013年的两篇文章除了假定多种哺乳动内置物中都面假定变成千上万circRNA仅限于（野也有春天，小杂志开端大炙手可热课题），还声称CDR1as (ciRS-7) 和circSry，只能联结并闭环特定microRNA的活着性！另外，许多文书工作都暗示在生物，鼠，蟑螂中都面circRNAs是有组织和发育不良时空倚赖性隐含的。这些研究文书工作还叙述了确认与定性circRNAs的新近颖分析方法。比如，研究RNase R预检视后的无polyA circRNAs掺入文库。这个分析方法只能掺入circRNAs，也能区分真正的circRNAs和所含scrambled exons的mRNAs。由于circRNAs junction的独具属性，对其确认和定量只能一般来说建筑设计的生内置物信息学近似值管路。现而今，早已假定大量的管路可以正文和量化circRNAs。众所周知的是新近circRNAs探测分析方法和管路也能探测潜在的circRNAs内部高性能定格的假定。有组织倚赖性与发育不良阶段倚赖性：持续发展，circRNAs的有组织倚赖性和受发育不良阶段闭环而消除的属性被声称。共五分立文书工作暗示多种circRNAs在脑中都面高丰度假定，并且随着脑分化和发育不良日渐减少。而且，circRNAs消除被脑细胞活着动闭环，而且在皮质质、大脑皮层、皮质视脑中都面大量假定。circRNAs大多假定于脑有组织的物理现象在衰老动内置物中都面更是值得注意，获取了大量的circRNAs，只不过了circRNAs高水平与肝细胚对立率呈不胜就其性。机制与闭环：并不一定，circRNAs可以环己烷和反式起到机制。2014年，Ashwal-Fluss见到circRNAs是与如前所述定格共倚赖性并且直到从前的。因此，circRNAs的生内置物频发引致了同一寄生虫突变mRNAs合变成的减缓。几个课题组确认了胺基酸定格和烯烃所只能之内置物，声称了烯烃波形显露发点在可烯烃胺基酸主力部队的碱基范围内。Ashwal-Fluss也只不过了闭环蟑螂中都面circMbl产内置物的不胜反馈闭环环城的假定，在臭虫中都面确认了第一个加入胺基酸烯烃的酵素（定格qmuscleblind， MBL）以及其脊椎动内置物相似性内置物muscleblind-like酵素1（MBNL1）。随后的文书工作确认了其他的RNA联结酵素RBPs只能在相异系统对和生内置物中都面抑制胺基酸烯烃，包括RNA酪氨酸脱氨肽（ADAR），quaking（QKI），FUS，核分裂qNF90/NF110，DHX9，皮肤上定格闭环酵素ESRP1，糖类/内皮富所含酵素。再次，迄今的文书工作早已解释了circRNAs与相异系统对近的就其性。在臭虫脑，人母质和生物肝细胚中都面假定只能消除酵素质的举例来说circRNAs；有的circRNAs与免疫响应就其；几份报告声称了circRNAs在人母质和臭虫脑以及骨髓中都面具备机制；大量研究文书工作展示了circRNAs和胃癌有关。这些工业发展暗示科学界对circRNAs的看法频发了清晰的相反，呈现显露这个振奋人心和慢速工业发展的课题进入了时代转折点。1. circRNAs的消除1.1反之亦然定格组态胺基酸缺少的circRNAs是通过反之亦然定格的特定多种类型定格分析方法消除的，即一个5’定格供质攻击中游3’定格肽链，产生3’-5’磷酸二酯单键消除一个外缘的RNA大分长子。尽管绝大多数真核分裂肝细胚中都面circRNAs都是由定格质消除，相异生内置物中都面的具质组态是相异。与动内置物相异，植内置物中都面的circRNAs从具备更加略长的相辅相变成碱基甚至完全未相辅相变成性的宽碱基的主力部队周围而来。寻常的是，古生菌中都面circRNAs的消除分立于定格质，引致了各种各样的circRNAs，其中都面仅仅16%由来编码方式突变以及更是少来自于胺基酸。多肝细胚生内置物中都面，早先另据暗示定格肽链主力部队于可烯烃胺基酸是最当今的，而且反之亦然定格是通过定格质监督。寻常的是，circRNAs大多构成原始胺基酸而且多由来编码方式胺基酸，特别是显露发点于酵素编码方式突变的5’UTR。这引致了反之亦然定格连接由编码方式碱基到编码方式碱基（CDS-CDS）和5’UTR-CDS组变成，更趋构成突变的第二个胺基酸。这确实与它们的生内置物频发就其，只能相对来说于少于而言更是宽和更是极低效定格的碱基；通常第一个碱基做到上述两个原则。在许多情形，circRNAs的消除由来繁杂的高性能定格决定。一些突变消除多种高性能定格异构以及circRNAs，这只不过了反之亦然定格和高性能定格确实是机制就其的。1.2 碱基和酵素特别设计胺基酸烯烃胺基酸缺少的circRNAs的消除极端倚赖下述仅仅一种组态：具备宽反之亦然移位或联结RBPs的碱基。两种组态都将circRNAs主力部队的碱基们扯老是大大的。多种生内置物中都面，可烯烃胺基酸被宽碱基侧腹猛攻，这些碱基许多都所所含大量的反之亦然相辅相变成一组。因此，碱基中都面反之亦然相辅相变成移位的假定可以被用来预期胺基酸到底有确实频发烯烃。相异内置亚种中都面，反之亦然相辅相变成线圈具备相异的基序（motif）与丰度，对这些基序顺利完变成碱基辨识立即了确实的变异关系。此外，在碱基彼此之近和范围内的反之亦然移位线圈的原产对circRNAs的量与多种类型具备灾难性不良影响。尽管主力部队碱基中都面宽反之亦然移位加强了胺基酸烯烃，这些碱基中都面假定的其他反之亦然移位确实会抑制关键作用碱基近的耦合（inter-intronic interactions），取而代之的是碱基内的耦合（intra-intronic interactions）。后者更趋抑制关键作用胺基酸烯烃，确实是通过碱基近二级结构建筑设计竞争性。RBPs诱导了另一种组态。并非所有主力部队所所含宽碱基的胺基酸都能被烯烃。许多可烯烃胺基酸主力部队碱基中都面不所所含反之亦然移位，这极端只不过了假定胺基酸烯烃的其他组态。MBL与几个离地软弱的碱基肽链联结，加强了其自身突变第二胺基酸的烯烃。mbl第二胺基酸主力部队的碱基构成了略长反之亦然移位，确实只能保持稳定碱基近耦合，但是在也就是说MBL联结时确实过强而难以加强胺基酸烯烃。这极端地只不过了MBL加强烯烃是通过联结到主力部队碱基从而加强碱基-碱基近耦合。MBL大分长子确实频发二聚化，把两个胺基酸顶端带到一起，从而定格产生circRNA。其他RBPs，如QKI，FUS，ESRP1也能闭环胺基酸烯烃。再次，臭虫中都面laccase-2突变缺少的circRNAs的生内置物频发受到相异RBPs的共同闭环，如异质核分裂糖核分裂酵素hnRNPs以及SR酵素，只不过了给定胺基酸的烯烃效率确实是多种波形的整合结果。这种通过碱基-碱基耦合加强烯烃频发仅仅部份由来离散定格的空近位阻（steric inhibition）。那么，加强或打乱RNA结构建筑设计的因素，确实相反circRNAs生内置物合变成。显然，在在文书工作暗示通过dsRNA特异酪氨酸脱氨肽ADAR编辑RNA，闭环了circRNAs的合变成。而且，RNA解旋肽DHX9通过打乱基于ALU反之亦然移位的二级结构建筑设计限制了circRNAs消除。DHX9与生长因子诱导的ADAR异构（p150）如此一来耦合，产生的复合内置物打乱了RNA二级结构建筑设计，包括许多只能加强胺基酸烯烃的结构建筑设计。调极低DHX9再多了circRNAs。这确实是一个校正组态来减缓circRNAs的相当多消除，只不过了某些circRNAs不只是“加工局限性”或定格噪声。部份涉及到dsRNA结构建筑设计显露现的生理反应情形也确实相反circRNAs合变成。比如，免疫响应qNF90和NF110会闭环circRNAs消除。寻常的是，这些酵素与倚赖性步骤产生的dsRNA结构建筑设计频发耦合。NF90/NF110看大大的能保持稳定这种瞬时单股RNA大分长子，加强了举例来说circRNAs的反之亦然定格。寻常的是，NF90联结肽链是依赖性丰富多彩于主力部队碱基的ALU motif。因此，这些胺基酸的烯烃也可受到ADAR和/或DHX9抑制。1.3 circRNAs合变成的抑制circRNAs由RNA聚合肽II倚赖性并且由定格质消除。极为重要的是，许多产生circRNAs的胺基酸未高性能定格，因此，一些高丰度的circRNAs只能环己烷闭环mRNA的消除。除此之外，circRNAs的消除正因如此与定格有关，还与极低效的聚合和polyA化就其。如果circRNAs的消除是与当今定格竞争性，那么相反定格效率确实会闭环circRNAs的消除。通过闭环环己烷定格q或相反RNA 聚合肽II倚赖性流质力学（被认为可以抑制高性能定格）可以相反定格效率。结果显然如此，调极低大多定格闭环长子如SR酵素SF2或核分裂心定格质线圈（小核分裂糖核分裂酵素胶质U1亚该单位70K和C）snRNP-U1-70K，snRNP-U1-C，preRNA加工8（Prp8，Slu7），肝细胚对立周期素40（CDC40），将产内置物从离散变变成了circRNAs。举例来说，抑制关键作用倚赖性告一段落减少了circRNAs合变成。1.4 circRNAs的甲醛circRNAs未少数人顶端因此并不能通用诸多当今RNA甲醛途径。质外研究文书工作暗示，大多数circRNAs都具备更是宽的寿命（18.8-23.7h），而其离散对应内置物是（4.0-7.4h）。circRNAs在母质确实具备更是宽的寿命，尤其是不对立肝细胚，比如，脑中都面随年龄减少的circRNAs获取确实是由来这些大分长子的保持稳定性与不对立属性。与之相反，在高速抑制的肝细胚中都面circRNAs看大大的可能获取，确实由来对立快于消除引致的乙醇关键作用。并不一定，circRNAs甲醛确实是从于一个碱基内切肽，随后倡议外切和内切。小RNA诱导的circRNAs甲醛是迄今为止确认毫无疑问的circRNAs甲醛途径。然而，唯一的例长子是CDR1as被miR-671甲醛。CDR1as的量被miR-671通过AGO2诱导的甲醛如此一来闭环。寻常的是，CDR1as高水平很确实是通过定格被miR-7闭环的，并且倚赖于miR-671。在在的一份研究文书工作只不过RNA修饰（m6A）加强了潜在可甲醛circRNAs的碱基内切肽的征募。另一项研究文书工作见到HeLab肝细胚从此以后poly（I：C）检视或EMCV染病即频发既有circRNAs的甲醛。两种检视都引致了内切核分裂糖碱基肽Rnase L的关键作用于以及circRNAs的甲醛。除了甲醛，circRNAs确实被肝细胚外排泄。几项研究文书工作探测了外泌质中都面的circRNAs。然而，唯不正确到底circRNAs的排泄对增大其胚内高水平有重大贡献。或者，circRNAs排泄确实产生了一个交流组态。总的来说，显然日渐减少的事实看显露circRNAs是机制大分长子，它的甲醛、胚外铁路运输常会是将会研究文书工作的极为重要疑虑。2. circRNAs的特点和本质2.1 circRNAs的变异软弱性circRNAs假定于绝大多数生内置物中都面。它们是如何变异的？circRNAs软弱性有多个某种程度。第一个是直系相似性orthologous或旁支相似性paralogous肽链都可消除circRNAs。某些circRNAs消除于相异内置亚种中都面举例来说的或完全相同的胺基酸。这种情形，软弱性确实扩展到circRNAs主力部队的部份定格肽链。一份通过mapping烯烃定格肽链的研究文书工作研究了从生物和人母质脑缺少的circRNAs，得显露，大约1/3探测的circRNAs共享两个定格肽链，1/3共享一个定格肽链，暗示了在哺乳动内置物脑中都面更加离地的软弱性。再次一个高水平是circRNAs内机制线圈的软弱性。这确实包括了RBPs联结肽链，miRNA，或circRNAs内机制性二级结构建筑设计所必需线圈。比如，Rybak见到了略长反之亦然移位碱基（某些确实是RBP联结肽链）在circRNAs胺基酸中都面掺入，指显露了烯烃胺基酸中都面更是高标准的软弱性。2.2有组织或发育不良阶段以及亚肝细胚显露发点倚赖性隐含消除circRNAs的突变富所含脑就其突变。因此，脑有组织中都面富所含circRNAs也就不奇怪了。circRNAs丰富多彩于CNS中都面是所有研究文书工作内置亚种中都面的大多特点。CNS中都面circRNAs的值得注意丰富多彩确实由来1个或多个因素。首先，脑，更是特别的，在整个身躯中都面脑细胞乏善可陈显露三高标准的高性能定格。而circRNAs的生内置物合变成可以被下定义为一种一般来说多种类型的高性能定格。第二，circRNAs寿命宽，并且脑细胞一般而言可能对立，circRNAs并不一定可以在脑发育不良和衰老步骤中都面不断获取甚至极在短期内消除。circRNAs在人母质蟑螂中都面随着衰老在脑中都面大量累积，只不过了circRNAs确实加入衰老就其的脑疾病。在肝细胚复制率与circRNAs量彼此之近假定极端的不胜就其。因此，获取确实是脑中都面高标准circRNAs主要的原因。circRNAs另外一个寻常属性是其亚肝细胚显露发点。circRNAs主要显露发点于肝细胚质中都面。而且，另据看显露脑细胞中都面circRNAs显露发点在脊髓，大脑皮层和皮质质。寻常的是，一些circRNAs乏善可陈显露发育不良阶段特异的核分裂-质转换显露发点。在在的研究文书工作确认了臭虫Hel25E和生物UAP49/56作为circRNAs肝细胚核分裂编码内置的尤为极为重要q，并且以倚赖circRNAs宽度的分析方法关键作用。在绝大多数情形，circRNAs共有的唯一的特点就是外缘属性，胺基酸连接复合内置物的假定，以及不假定斗篷结构建筑设计和polyA爪子。因此，辨识和外输的组态不能不仅离地特异于一般来说circRNAs也不能辨识一个或多个这些特点。circRNAs显露发点到脊髓，大脑皮层以及皮质也是很有意思的。唯不正确这种显露发点是由于定向铁路运输还是致密后滞留。进一步的突变和生化科学研究只能阐明特别设计circRNAs在脑细胞中都面亚肝细胚显露发点的组态。迄今为止，唯未研究文书工作借助活着肝细胚图像深入调查circRNAs产内置物和铁路运输，而此类分析方法再一是检验这些假说的尤为极为重要。而且，这个课题始终也就是说对相异胚内区室中都面circRNAs大分长子数目和多种类型的直观叙述。2.3 circRNA作为miRNA机制的闭环长子一些宽非编码方式RNA可以通过依赖性吸附（sponging）闭环miRNA高水平和/或活着性。研究文书工作暗示某些circRNAs所所含许多miRNA联结肽链，推测这些circRNAs也可以作为miRNA小圆。比如，CDR1as具备73个seed-binding 肽链对miR-7，并且，AGO2 CLIP数据暗示显然有许多miR-7联结到了这些肽链上。CDR1as掰除人母质中都面miR-7高水平软弱但显站立攀升，而miR-671减少，只不过了这个circRNAs的假定保持稳定了miR-7，而使miR-671不保持稳定。因此，CDR1as确实在某些波形下闭环了miR-7的存储和无罪释放。CDR1as也只能铁路运输和无罪释放miR-7到一般来说胚内隔室，闭环miR-7机制。这个机制确实在将会被借助来铁路运输基于miRNA的治疗。虽然对circRNAs碱基完全的探测以及AGO2 PAR-CLIP数据的研究了解到了绝大多数circRNAs不能相当多联结到miRNA，始终有其他例长子如circSry，circHIPK，circFOXO3，circITCH，circBIRC6，它们都能与miRNA联结起到机制性关键作用。借助AGO-RIP和CLIP高效率对探测到底假定circRNAs与miRNA近如此一来耦合十分尤为极为重要。构筑掰除和掰极低肝细胚系研究文书工作circRNAs与可知的miRNA机制和高水平近耦合也很极为重要。2.4 circRNAs的转译2017年，几个课题组另据了circRNAs可被转译。寻常的是，可转译circRNAs趋向于用作与寄生虫突变举例来说的是从密码长子，而告一段落密码长子则是变异软弱的且特异于外缘ORF。该研究文书工作还见到circRNAs是被膜偶联的线粒质转译。另外的研究文书工作见到是从密码长子中游的RRACH基序(R=G or A； H=A， C or U) 中都面的A被酪氨酸时，可以提高circRNAs的转译。由于circRNAs都有5’斗篷，它的转译是斗篷分立的。显然，某些转译circRNAs具备内部线粒质进入肽链（IRES），只能在母质和质外以斗篷分立的分析方法转译。寻常的是，绝大多数circRNAs预期的是与其寄生虫突变编码方式酵素质的N顶端周围一致。这种较略长了的酵素质确实会直到从前抑制关键作用其mRNA全宽对应内置物。倚赖性qMef2确实就是一个例长子。显然这个课题的慢速工业发展，我们原定在接下来几年就能看到circRNAs转译以及消除的生理反应效应的研究文书工作显露现。3. circRNAs 作为于是就、铁路运输内置或木板由于circRNAs只能宽时近假定以及联结RBPs，它们只能作为这些q的陷阱或者运输长子。在某些情形，circRNAs和寄生虫突变酵素可如此一来或近接地顺利完变成交互关键作用。circMbl看大大的就是如此，它确实就隔开/运输了MBL酵素。这是假定的circMbl不胜反馈闭环环城的一个溶质。2016年，一项研究文书工作首次暗示circANRILl可以作为一个酵素木板。在NIH3T3人母质变成纤维肝细胚，circFOXO3被见到能分别与p21和CDK2耦合。circFOXO3-p21-CDK2三元复合内置物的产生阻挠了CDK2的机制，随后抑制关键作用了肝细胚周期进程。3.1分析报告circRNAs的母质机制研究文书工作见到，掰除CDR1as消除了脑不良就其的行径学表型。cia-cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 通常高隐含于宽期人才HSC肝细胚核分裂中都面，只能联结cGAS，阻挠了它的关键作用于。Cas9掰除cia-cGAS下游的主力部队碱基中都面反之亦然相辅相变成碱基抑制关键作用其隐含后，cia-cGAS局限性人母质中都面宽程HSC肝细胚小团质减缓，并且消退了骨髓中都面type I生长因子的产值，最终引致干肝细胚耗竭。不断更新近研究文书工作暗示，用作突变编码方式的shRNA针对反之亦然定格连接掰极低circMbl。当身躯掰极低circMbl时，引致突变隐含相反，雄性发育不良致死，行径局限性，翅膀姿势及着陆的局限性。当掰极低CNS中都面的circMbl时，引致了不正常的皮质机制。3.2 circRNAs的其他潜在机制circRNAs确实还有什么样的大分长子机制呢？circRNA具备一个令人感兴趣的特点即尤为保持稳定并且随时近获取。因此，circRNAs可以作为肝细胚倚赖性历史的大分长子梦境大分长子或者“着陆机内”。从生理反应学观点来看，宽时近假定的circRNA确实作为具备酵素编码方式想像力的存储库。从此以后发育不良相反或胁迫，这些存储内置确实被转译为闭环胁迫响应或生理反应相反的酵素质。皮质中都面circRNA的本底转译确实是更加极为重要的。因为circRNAs联结与RBPs，如miRNAs一样，circRNAs确实通过联结，呈递和无罪释放它们的货运到一般来说胚内区室而起到关键作用。更是进一步地显然circRNAs假定于囊鳖，它们可以被铁路运输到整个身躯，然后被一般来说有组织转送，作为波形大分长子起到关键作用。另外，一个circRNA可以既有1个或几个货运大分长子（miRNA，RBPs），因此可以作为药内置物铁路运输无罪释放的适配。4.结论与将会本文研究成果中都只不过的研究文书工作，暗示circRNAs具备多种机制，可以作为酵素木板，征募其他多种类型RNA，并且通过联结miRNAs不良影响倚赖性沉默、转译和特异mRNA的甲醛；脑细胞中都面circRNAs的不对称原产只不过了如此一来肝细胚近铁路运输的确实性；circRNAs只能编码方式从到酵素，虽然迄今早就绝大多数确实的酵素的生理反应机制，很有确实他们会与其寄生虫突变离散RNA编码方式全宽酵素共享某些能力。由于RNA高效率的稳步工业发展，我们原定接下来circRNAs课题再一有宽足的工业发展。进一步的对circRNAs显露发点，运输，活着肝细胚内甲醛，原始的circRNAs耦合组，以及单肝细胚图谱的理解都将在这个课题取得进步。重构显露处：Patop IL1, Wüst S1, Kadener S1.Past, present, and future of circRNAs.EMBO J. 2019 Aug 15;38(16):e100836. doi: 10.15252/embj.2018100836. Epub 2019 Jul 25.