环状RNA的现在，现在与未来

“所有的形而上学都漫长三个阶段。第一，被讥笑。第二，被激烈坚决。第三，被认可且是无疑的。”——Arthur Schopenhauer外缘RNA是持续发展的科学研究热点。近日，加拿大Brandeis大学全人类系的Sebastian Kadener等人在EMBO上概述了外缘RNA的科学研究进展。BioArt对其透过了编译，以飨读者。外缘RNA（circular RNA， circRNA）是由反转摄像（back-splicing）不够进一步造成的共价闭合外缘RNA。其不具原核能里面引人注目，生命体上极端，民时有四组织底物暗示，相对稳以定，可在脊髓民时有四组织里面随衰累积等特征。并且，circRNA可以通过垄断摄像方式将与其完全相同的等价RNA副产品透过里面时有体可调。已经有的华盛顿邮报得成推论它还不具环己烷可调系统对：某些circRNAs能与microRNAs电磁场，一些可被英文翻译，可调底物和不当。本文概述了全人类circRNAs迄今已知的知识，阐述了circRNAs潜在系统对的最近见解，起源的概念，以及本各个方面或许的不够进一步方向。即使如此到现在推断成：1976年，Sanger首次在类病毒里面推断成了单链共价闭合外缘的RNA大分次子。第二份科学研究是1979年Hsu阐述了不会权利前端的外缘RNA的存有。比如说：零星的科学研究证实circRNAs比如说于内源RNA。首篇此类华盛顿邮报是在1991年，偶然推断成结肠癌突变缺失（DCC）愈演愈烈了非精华摄像方式将 (“scrambled exons”) mRNA质理现象。随后，又推断成了全人类EST-1和Sry突变也有极为相似质理现象，假定这些不具scrambled exons的无polyA RNA都是circRNA。并且推断成circSry不具民时有四组织底物，且存有于3个有所不同的人母体亚种。造成：在年中的几年里，极少量科学研究提成了这些大分次子造成的或许胺类。这之外了假设：反转多次重复对Sry的亚胺是需的；以及推断成circRNA可以在体外通过核能提取质造成。分类：随后的90年代末期到20世纪初，科学研究推断成多种突变可以造成circRNAs，并且对推断的circRNAs透过了直观分类为scrambled-exon，碱基缩合副产品（exon-shuffling products），或者只是“非等价mRNA”。此以前的科学研究虽然显然这些外缘RNA大分次子的存有，但是对其潜在的直接影响并未充分认识。爆发式科学研究：大约在2010年开始，RNA-seq核能心技术的持续发展以及专门从事的测算如此一来开发，了circRNA 科学研究。在2010年以前，推断成多细胞膜全人类里面不具成千上万种circRNA，其里面多数是较高暗示的，但是有些是高丰度的。而且，在许多前提，如circSry可以是该寄生虫突变（host gene）的主要副产品。2013年的两篇文章除了假定多种全人类里面存有成千上万circRNA都有（野也有夏末，小时尚杂志开端大热门各个方面），还证实CDR1as (ciRS-7) 和circSry，并能转化并可调特以定microRNA的活着性！另外，许多岗位都得成推论在全人类，雀，蜘蛛里面circRNAs是民时有四组织和胚胎穿越时空底物暗示的。这些科学研究还阐述了断以定与以定性circRNAs的引人注目方法。比如，深入研究RNase R示例后的无polyA circRNAs可溶性月号。这个方法并能可溶性circRNAs，也能区分真正的circRNAs和含scrambled exons的mRNAs。由于circRNAs junction的引人注目属性，对其断以定和以定量所需比如说设计的全人类信息学测算如此一来。现而今，已经存有大量的如此一来可以注释和二阶circRNAs。值得一提的是的是新circRNAs监测方法和如此一来也能监测潜在的circRNAs内部如前所述摄像的存有。民时有四组织底物与胚胎阶段底物：持续发展，circRNAs的民时有四组织底物和受胚胎阶段可调而造成的属性被证实。四份脱离岗位得成推论多种circRNAs在脑干里面高丰度存有，并且随着脊髓其发展和胚胎慢慢地减小。而且，circRNAs造成被脊髓元大型活着动可调，而且在脊髓体、树突、脊髓脊髓纤维里面大量存有。circRNAs普遍存有于脊髓民时有四组织的质理现象在阿兹海默全人类里面不够许多现代，获取了大量的circRNAs，隐含了circRNAs高度与细胞膜决裂率呈负无关性。系统对与可调：前提，circRNAs可以里面时有体和环己烷起着系统对。2014年，Ashwal-Fluss推断成circRNAs是与常规摄像共mRNA并且相互垄断的。因此，circRNAs的全人类愈演愈烈引致了同一寄生虫突变mRNAs多肽的降低。几个课题四组断以定了碱基摄像和亚胺所所需之质，证实了亚胺接收器适配在可亚胺碱基侧击的原核能全人类之内。Ashwal-Fluss也隐含了可调蜘蛛里面circMbl副产品的电阻器可调连通的存有，在跳蚤里面断以定了第一个加入碱基亚胺的胺基酸（摄像遗传质质muscleblind， MBL）以及其脊椎全人类相合质muscleblind-like胺基酸1（MBNL1）。随后的岗位断以定了其他的RNA转化胺基酸RBPs并能在有所不同系统对和全人类里面催化反应碱基亚胺，之外RNA腺苷脱氨蛋白质（ADAR），quaking（QKI），FUS，核能遗传质质NF90/NF110，DHX9，上皮细胞摄像可调胺基酸ESRP1，丝氨酸/精氨酸所含胺基酸。之前，迄今的岗位已经说明了circRNAs与有所不同系统对时有的无关性。在跳蚤脑干，人母体和全人类细胞膜里面存有并能造成胺基酸质的一四组circRNAs；有的circRNAs与免疫系统对叛离无关；几份报告证实了circRNAs在人母体和跳蚤脑干以及胰脏里面不具系统对；大量科学研究展示了circRNAs和癌症有关。这些持续发展说明了学术界对circRNAs的想法愈演愈烈了清晰的忽略，呈现成这个振奋人心和慢速持续发展的各个方面进入了时代开端。1. circRNAs的造成1.1反转摄像胺类碱基比如说的circRNAs是通过反转摄像的特以定种类摄像方式将造成的，即一个5’摄像供体攻击上游3’摄像基因座，转转成3’-5’磷酸二酯基团造成一个外缘的RNA大分次子。尽管绝大多数原核能细胞膜里面circRNAs都是由摄像体造成，有所不同全人类里面的具体胺类是有所不同。与全人类有所不同，植质里面的circRNAs从不具比较略长的也就是说基因序列甚至完全不会也就是说性的略长原核能全人类的侧击区域而来。有意思的是，古生菌里面circRNAs的造成脱离于摄像体，引致了各种各样的circRNAs，其里面仅仅16%比如说于字符突变以及不够极少来自于碱基。多细胞膜全人类里面，当初华盛顿邮报得成推论摄像基因座侧击于可亚胺碱基是最精华的，而且反转摄像是通过摄像体执行。有意思的是，circRNAs普遍包涵完整碱基而且多比如说于字符碱基，除此以外是适配处胺基酸字符突变的5’UTR。这引致了反转摄像连接由字符基因序列到字符基因序列（CDS-CDS）和5’UTR-CDS四组成，趋于包涵突变的第二个碱基。这或许与它们的全人类愈演愈烈无关，所需相较于平均值而言不够略长和不够较高效摄像的原核能全人类；通常第一个原核能全人类满足上述两个原则。在许多前提，circRNAs的造成叫做复杂的如前所述摄像决以定。一些突变造成多种如前所述摄像反式以及circRNAs，这隐含了反转摄像和如前所述摄像或许是系统对无关的。1.2 基因序列和胺基酸驱动碱基亚胺碱基比如说的circRNAs的造成抗拒依赖以下至极少一种胺类：不具略长反转多次重复或转化RBPs的原核能全人类。两种胺类都将circRNAs侧击的原核能全人类们握住挨起来。多种全人类里面，可亚胺碱基被略长原核能全人类侧腹合围，这些原核能全人类许多都含大量的反转也就是说以此类推。因此，原核能全人类里面反转也就是说多次重复的存有可以被用来预见碱基到底有或许愈演愈烈亚胺。有所不同亚种里面，反转也就是说四组件不具有所不同的基序（motif）与丰度，对这些基序透过基因序列比对督促了或许的生命体亲密关系。此外，在原核能全人类之时有和之内的反转多次重复四组件的特有种对circRNAs的存量与种类不具重大事件直接影响。尽管侧击原核能全人类里面略长反转多次重复促成了碱基亚胺，这些原核能全人类里面存有的其他反转多次重复或许一以定会可抑制原核能全人类时有的电磁场（inter-intronic interactions），取而代之的是原核能全人类内的电磁场（intra-intronic interactions）。后者趋于可抑制碱基亚胺，或许是通过原核能全人类时有二级形态垄断。RBPs内皮细胞了另一种胺类。并非所有侧击含略长原核能全人类的碱基都能被亚胺。许多可亚胺碱基侧击原核能全人类里面包含反转多次重复，这抗拒隐含了存有碱基亚胺的其他胺类。MBL与几个相对极端的原核能全人类基因座转化，促成了其自身突变第二碱基的亚胺。mbl第二碱基侧击的原核能全人类包涵了略长反转多次重复，却是并能稳以定原核能全人类时有电磁场，但是在考虑到MBL转化时或许太弱而不足以促成碱基亚胺。这抗拒地隐含了MBL促成亚胺是通过转化到侧击原核能全人类从而促成原核能全人类-原核能全人类时有电磁场。MBL大分次子或许愈演愈烈二聚化，把两个碱基前端带到一起，从而摄像转转成circRNA。其他RBPs，如QKI，FUS，ESRP1也能可调碱基亚胺。之前，跳蚤里面laccase-2突变比如说的circRNAs的全人类愈演愈烈受到有所不同RBPs的合作可调，如种系统核能糖核能胺基酸hnRNPs以及SR胺基酸，隐含了给以定碱基的亚胺可靠性或许是多种接收器的实现结果。这种通过原核能全人类-原核能全人类电磁场促成亚胺愈演愈烈至极少大部分叫做等价摄像的空时有位阻（steric inhibition）。那么，促成或打乱RNA形态的因素，或许忽略circRNAs全人类多肽。可能，已经有岗位得成推论通过dsRNA特异腺苷脱氨蛋白质ADAR编者RNA，可调了circRNAs的多肽。而且，RNA解旋蛋白质DHX9通过打乱基于ALU反转多次重复的二级形态限制了circRNAs造成。DHX9与细胞遗传质质诱导的ADAR反式（p150）如此一来电磁场，转转成的复合体打乱了RNA二级形态，之外许多并能促成碱基亚胺的形态。调低DHX9大大的了circRNAs。这却是是一个校正胺类来降低circRNAs的广泛造成，隐含了某些circRNAs不只是“加工瑕疵”或摄像噪声。大部分涉及到dsRNA形态成现的表征情形也或许忽略circRNAs多肽。比如，免疫系统对叛离遗传质质NF90和NF110一以定会可调circRNAs造成。有意思的是，这些胺基酸与mRNA不够进一步转转成的dsRNA形态愈演愈烈电磁场。NF90/NF110有点能稳以定这种也就是说碱基RNA大分次子，促成了一四组circRNAs的反转摄像。有意思的是，NF90转化基因座是胺类引人注目于侧击原核能全人类的ALU motif。因此，这些碱基的亚胺也可受到ADAR和/或DHX9催化反应。1.3 circRNAs多肽的催化反应circRNAs由RNA聚合蛋白质IImRNA并且由摄像体造成。不可忽视的是，许多转转成circRNAs的碱基不会如前所述摄像，因此，一些高丰度的circRNAs并能里面时有体可调mRNA的造成。除此之外，circRNAs的造成不止与摄像有关，还与较高效的裂解和polyA化无关。如果circRNAs的造成是与精华摄像垄断，那么忽略摄像可靠性或许一以定会可调circRNAs的造成。通过可调里面时有体摄像遗传质质或忽略RNA 聚合蛋白质IImRNA动力学（被看来可以催化反应如前所述摄像）可以忽略摄像可靠性。结果可能如此，调低普遍摄像可调次子如SR胺基酸SF2或核能心摄像体四组件（小核能糖核能胺基酸颗粒U1亚其他部门70K和C）snRNP-U1-70K，snRNP-U1-C，preRNA加工8（Prp8，Slu7），细胞膜决裂周期素40（CDC40），将副产品从等价转成了circRNAs。值得注意，可抑制mRNA终止减小了circRNAs多肽。1.4 circRNAs的分解circRNAs不会权利前端因此并只能区别于诸多精华RNA分解简而言之。体外科学研究得成推论，大多数circRNAs都不具不够略长的核素（18.8-23.7h），而其等价完全相同质是（4.0-7.4h）。circRNAs在母体或许不具不够略长的核素，相比之下是不决裂细胞膜，比如，脑干里面随年龄减小的circRNAs获取或许是叫做这些大分次子的稳以定性与不决裂属性。与之相反，在高速增生的细胞膜里面circRNAs有点不一以定会获取，或许叫做决裂快于造成引致的浓缩作用。前提，circRNAs分解或许起早于一个核能苷酸内切蛋白质，随后合组双链和内切。小RNA内皮细胞的circRNAs分解是迄今为止断以定比较好的circRNAs分解简而言之。然而，唯一的例证是CDR1as被miR-671分解。CDR1as的存量被miR-671通过AGO2内皮细胞的分解如此一来可调。有意思的是，CDR1as高度很或许是通过摄像被miR-7可调的，并且依赖于miR-671。已经有的一份科学研究隐含RNA修饰（m6A）促成了潜在可分解circRNAs的核能苷酸内切蛋白质的招募。另一项科学研究推断成HeLab细胞膜日后poly（I：C）处理或EMCV感染即愈演愈烈整体circRNAs的分解。两种处理都引致了内切核能糖核能苷酸蛋白质Rnase L的激活着以及circRNAs的分解。除了分解，circRNAs或许被细胞膜外新陈代谢。几项科学研究监测了外泌体里面的circRNAs。然而，尚不清楚到底circRNAs的新陈代谢对减小其胞内高度有贡献。或者，circRNAs新陈代谢或许转转成了一个交流胺类。总的来说，考虑到慢慢地减小的论据显示circRNAs是系统对大分次子，它的分解、胞外交通运输都一以定会是不够进一步科学研究的不可忽视问题。2. circRNAs的特质和物理性质2.1 circRNAs的生命体亦然circRNAs存有于绝大多数全人类里面。它们是如何生命体的？circRNAs亦然有多个各个方面。第一个是直系相合orthologous或旁系相合paralogous基因座都可造成circRNAs。某些circRNAs造成于有所不同亚种里面值得注意的或大致相同的碱基。这种前提，亦然或许扩展到circRNAs侧击的大部分摄像基因座。一份通过mapping亚胺摄像基因座的科学研究深入研究了从全人类和人母体脑干比如说的circRNAs，结果得成推论，大约1/3监测的circRNAs分享两个摄像基因座，1/3分享一个摄像基因座，得成推论了在全人类脑干里面比较相对的亦然。之前一个高度是circRNAs内系统对四组件的亦然。这或许之外了RBPs转化基因座，miRNA，或circRNAs内系统对性二级形态所必要四组件。比如，Rybak推断成了略长反转多次重复基因序列（某些或许是RBP转化基因座）在circRNAs碱基里面可溶性，指成了亚胺碱基里面不够高高度的亦然。2.2民时有四组织或胚胎阶段以及亚细胞膜适配底物暗示造成circRNAs的突变所含脑干无关突变。因此，脊髓民时有四组织里面所含circRNAs也就不奇怪了。circRNAs引人注目于CNS里面是所有科学研究亚种里面的普遍特质。CNS里面circRNAs的许多现代引人注目或许叫做1个或多个因素。首先，脑干，不够除此以外的，在整个四肢里面脊髓元体现成高于高度的如前所述摄像。而circRNAs的全人类多肽可以被以定义为一种比如说种类的如前所述摄像。第二，circRNAs核素略长，并且脊髓元一般而言不一以定会决裂，circRNAs前提可以在脑干胚胎和阿兹海默不够进一步里面不断获取甚至较高可靠性造成。circRNAs在人母体蜘蛛里面随着阿兹海默在脑干里面大量累积，隐含了circRNAs或许加入阿兹海默无关的脑干疾病。在细胞膜复制率与circRNAs存量之时有存有抗拒的负无关。因此，获取或许是脑干里面高高度circRNAs主要的诱因。circRNAs另外一个有意思属性是其亚细胞膜适配。circRNAs主要适配处细胞膜质里面。而且，华盛顿邮报显示脊髓元里面circRNAs适配在神经节，树突和脊髓体。有意思的是，一些circRNAs体现成胚胎阶段特异的核能-质转换适配。已经有的科学研究断以定了跳蚤Hel25E和全人类UAP49/56作为circRNAs细胞膜核能输成的不够为重要遗传质质，并且以依赖circRNAs略长度的方式将作用。在绝大多数前提，circRNAs计有的唯一的特质就是外缘属性，碱基连接一氧化氮的存有，以及不存有外套形态和polyA脚掌。因此，辨认和外输的胺类需不仅相对特异于比如说circRNAs也需辨认一个或多个这些特质。circRNAs适配到神经节，树突以及脊髓也是很有意思的。尚不清楚这种适配是由于以定向交通运输还是辐射后停留。实质性的遗传学和生化实验所需洞察驱动circRNAs在脊髓元里面亚细胞膜适配的胺类。迄今为止，尚不会科学研究利用活着细胞膜图像调查circRNAs副产品和交通运输，而此类方法将一以定会是化验这些假说的不够为重要。而且，这个各个方面无论如何考虑到对有所不同胞内区室里面circRNAs大分次子数目和种类的精确阐述。2.3 circRNA作为miRNA系统对的可调次子一些略长非字符RNA可以通过胺类吸附（sponging）可调miRNA高度和/或活着性。科学研究得成推论某些circRNAs含许多miRNA转化基因座，推断这些circRNAs也可以作为miRNA海绵。比如，CDR1as不具73个seed-binding 基因座对miR-7，并且，AGO2 CLIP数据资料得成推论可能有许多miR-7转化到了这些基因座上。CDR1as敲击除人母体里面miR-7高度温和但显双腿急剧下降，而miR-671减小，隐含了这个circRNAs的存有稳以定了miR-7，而使miR-671不稳以定。因此，CDR1as或许在某些接收器下可调了miR-7的存储和囚禁。CDR1as也并能交通运输和囚禁miR-7到比如说胞内隔室，可调miR-7系统对。这个系统对或许在不够进一步被利用来交通运输基于miRNA的治疗法。虽然对circRNAs基因序列完全的监测以及AGO2 PAR-CLIP数据资料的深入研究揭示了绝大多数circRNAs只能广泛转化到miRNA，无论如何有其他例证如circSry，circHIPK，circFOXO3，circITCH，circBIRC6，它们都能与miRNA转化起着系统对性作用。利用AGO-RIP和CLIP核能心技术对监测到底存有circRNAs与miRNA时有如此一来电磁场极为不够为重要。实现敲击除和敲击较高细胞膜系科学研究circRNAs与推断的miRNA系统对和高度时有电磁场也很不可忽视。2.4 circRNAs的英文翻译2017年，几个课题四组华盛顿邮报了circRNAs可被英文翻译。有意思的是，可英文翻译circRNAs趋向于应用于与寄生虫突变值得注意的起始tRNA，而终止tRNA则是生命体极端的且特异于外缘ORF。该科学研究还推断成circRNAs是被膜催化作用的核能糖体英文翻译。另外的科学研究推断成起始tRNA上游的RRACH基序(R=G or A； H=A， C or U) 里面的A被底物时，可以进一步提高circRNAs的英文翻译。由于circRNAs包含5’外套，它的英文翻译是外套脱离的。可能，某些英文翻译circRNAs不具内部核能糖体进入基因座（IRES），并能在母体和体外以外套脱离的方式将英文翻译。有意思的是，绝大多数circRNAs预见的是与其寄生虫突变字符胺基酸质的N前端区域完全一致。这种缩略长了的胺基酸质或许一以定会垄断性可抑制其mRNA北端完全相同质。mRNA遗传质质Mef2或许就是一个例证。考虑到这个各个方面的慢速持续发展，我们预计在年中几年就能看到circRNAs英文翻译以及造成的表征波动的科学研究成现。3. circRNAs 作为圈套、交通运输器或木板由于circRNAs并能略长时时有存有以及转化RBPs，它们并能作为这些遗传质质的陷阱或者运输次子。在某些前提，circRNAs和寄生虫突变胺基酸可如此一来或诱因透过交互作用。circMbl有点就是如此，它或许就隔绝/运输了MBL胺基酸。这是也就是说的circMbl电阻器可调连通的一个四组分。2016年，一项科学研究首次得成推论circANRILl可以作为一个胺基酸木板。在NIH3T3人母体成纤维细胞膜，circFOXO3被推断成能分别与p21和CDK2电磁场。circFOXO3-p21-CDK2三元一氧化氮的转转成促使了CDK2的系统对，随后可抑制了细胞膜周期进程。3.1评估circRNAs的母体系统对科学研究推断成，敲击除CDR1as造成了脊髓麻痹无关的不当学表型。cia-cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 通常高暗示于略长期培养出来HSC细胞膜核能里面，并能转化cGAS，促使了它的激活着。Cas9敲击除cia-cGAS下游的侧击原核能全人类里面反转也就是说基因序列可抑制其暗示后，cia-cGAS瑕疵人母体里面略长距HSC细胞膜群体降低，并且上升时了胰脏里面type I细胞遗传质质的开采量，最终引致胚胎膜耗竭。最近科学研究得成推论，应用于遗传学字符的shRNA针对反转摄像连接敲击较高circMbl。当四肢敲击较高circMbl时，引致突变暗示忽略，**致死，不当瑕疵，双翼手臂及飞行器的瑕疵。当敲击较高CNS里面的circMbl时，引致了不正常的脊髓系统对。3.2 circRNAs的其他潜在系统对circRNAs或许还有什么样的大分次子系统对呢？circRNA不具一个令人着迷的特质即比较稳以定并且随时时有获取。因此，circRNAs可以作为细胞膜mRNA近现代的大分次子记忆大分次子或者“飞行器记录器”。从表征学论据来看，略长时时有存有的circRNA或许作为不具胺基酸字符潜力的存储库。日后胚胎忽略或唆使，这些存储器或许被英文翻译为可调唆使叛离或表征忽略的胺基酸质。脊髓里面circRNA的本底英文翻译或许是比较不可忽视的。因为circRNAs转化与RBPs，如miRNAs一样，circRNAs或许通过转化，呈递和囚禁它们的里面转到比如说胞内区室而起着作用。不够实质性地考虑到circRNAs存有于腺泡，它们可以被交通运输到整个四肢，然后被比如说民时有四组织分派，作为接收器大分次子起着作用。另外，一个circRNA可以承载1个或几个里面转大分次子（miRNA，RBPs），因此可以作为本品交通运输囚禁的载体。4.推论与不够进一步本文概述里即使如此的科学研究，得成推论circRNAs不具多种系统对，可以作为胺基酸木板，招募其他种类RNA，并且通过转化miRNAs直接影响mRNA沉默、英文翻译和特异mRNA的分解；脊髓元里面circRNAs的不非对称特有种隐含了如此一来细胞膜时有交通运输的或许性；circRNAs并能字符从到胺基酸，虽然迄今并不知道绝大多数或许的胺基酸的表征系统对，很有或许他们一以定会与其寄生虫突变等价RNA字符北端胺基酸分享某些能力。由于RNA核能心技术的稳步持续发展，我们预计年中circRNAs各个方面将一以定会有略长足的持续发展。实质性的对circRNAs适配，运输，活着细胞膜内分解，完整的circRNAs电磁场四组，以及单细胞膜著者的理解都将在这个各个方面得到进步。独有成处：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.