重磅综述：环状RNA的生物起源、性质、功能和治疗潜力

环状rna (Circular RNAs, circRNAs)是一种新兴的rna家族成员，由于其在细胞生理和疾病进展中的新功能作用，在研究中获得了重要地位。环状rna广泛地存在于细胞中，并显示出组织特异性表达和发育特异性表达。环状rna的特点是结构稳定、保守和细胞内的高丰度。

在本文中，作者讨论了生物发生的不同模式。circrna的定位、结构和保守模式、稳定性和表达特异性等特性也被阐明。此外，作者还讨论了circrna的生物学功能，如microRNA (miRNA)海绵吞噬、细胞周期调节、细胞间通讯、转录调节、翻译调节、疾病诊断和治疗潜力。这篇综述提供了对circrna潜在的诊断标记物和治疗潜力的理解，circrna每天都在出现。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34484862/

环状rna (Circular RNAs, circRNAs)是rna家族中一个神秘而令人兴奋的成员，近年来开始得到人们的认可。环状rna的研究进展迅速。这些分子是共价封闭的单链转录本，由前体mRNA (premRNA)通过反向剪接过程生成，也称为选择性剪接。在这个非典型过程中，一个剪接供体位点(下游50个剪接位点)与上游区域(上游30个剪接位点)共价连接。此前，circrna被认为是不寻常剪接的副产品，没有功能或微小的功能活动。然而，随着高通量RNA测序(RNA-seq)和环状RNA特异性计算生物学领域的快速发展，真核生物中出现了大量环状RNA，人们对其功能进行了探索。在真核生物中发现的环状rna存在于不同的后生动物中，即真菌、蠕虫、鱼类、昆虫、哺乳动物和植物。

虽然circRNA是单链RNA，但它不同于线性RNA，因为它是共价封闭的，这赋予了circRNA一些迷人的特性，如亲代基因调控、蛋白质复合体支架、microRNA (miRNA)海绵效应和RNA-蛋白质相互作用。尽管没有聚腺苷酸化 (poly(A)) 和 caps，但通常 circRNA 可以定位于细胞质，因此这可能是它们独特的功能能力的原因。

然而，通过前mrna外显子的反向剪接，很难通过聚腺苷化RNA-seq等实验来定位或注释。因此，在整个RNA池中，环状RNA仍然未被消化，而其他RNA则通过RNase R被消化;所以它有助于方便地访问这些环状rna分子，下一代RNA-seq，然后进行具体的计算研究。

需要指出的是，在几个circRNA亚型中，有四个主要的circRNA亚型。其中包括由单个或多个外显子衍生的外显子环状rna (exonic circRNAs, ecircRNAs)，以及内含子rna。另一种环状rna是前trna内含子环状rna，它是通过剪接前trna内含子而产生的。外显子-内含子环状rna的产生是为了保留内部内含子。环状内含子rna (ciRNAs)的产生是在典型剪接过程中产生的，这是由于内含子套索脱分支失败而产生的。ciRNAs和内含子-外显子环状rna通过与snRNP(小核核糖核蛋白)相互作用，在细胞核中执行祖先基因的转录。

不同的环状rna与不同的疾病相关

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34484862/

通过设计独特的现代工具，如环状rna的生物信息学工具，可以研究更多的功能特性，其中环状rna的可能靶标识别和与可能靶标的相互作用可以非常有效地被研究。然而，需要许多具有不同算法的生物信息学工具来有效检测环状rna及其结构和相互作用。此外，能够确定特定细胞类型(特别是单个细胞)中空间和时间上的基因表达模式的策略，对于理解环状rna的生物学功能更为现实。此外，在不久的将来，需要开发新的、快速的全基因组环状rna测序技术来注释环状rna的作用和生物学功能。

另一个有趣的事实是 circRNA 的二级结构可能会影响 miRNA 海绵化能力。然而，miRNA海绵化还需要更详细的研究。发育生物学中的环状rna应该作为另一个研究领域进行探索。除了这方面的探索，还需要在许多领域进行研究，以验证环状rna在植物和动物系统中的活动和调控。然而，CRISPR-Cas9技术等最先进的方法将有助于更深入的研究，并有助于解决不同的研究问题。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Ashish Ranjan Sharma et al. Recent research progress on circular RNAs: Biogenesis, properties,functions, and therapeutic potential. Mol Ther Nucleic Acids . 2021 Jun 4;25:355-371. doi: 10.1016/j.omtn.2021.05.022.