Circular RNAs:鉴定、表达和功能

随着第二代测序技术的发展,过去数十年功能性非编码RNA的种类不断增长。Circular RNAs(circRNA)是3’和5’端共价结合形成的一类环形RNA,表达广泛且丰度高。它们一般是由pre-mRNA经反式剪接(backsplicing)而形成的,即上游剪接受体与下游剪接供体结合。尽管对于circRNA的功能还没有定论,但是许多研究已表明许多真核生物均有circRNA的表达,并且在哺乳动物中具有保守性,但它们的调控方式与其同源线性RNA不同。研究表明circRNA呈发育调控、组织/细胞特异表达,并且所有真核生物均存在circRNA。这些特性表明circRNA或许具有重要功能。本文将重点探讨circRNA的经典实例、检测方法、功能作用。     

环状RNA研究进展

环状RNA(circRNAs)是一类不同于线性RNA的内源非编码RNA,它是通过反向剪接形成的闭合环状RNA分子。circRNA不具有5′端帽子和3′端poly(A)尾巴结构,能够稳定存在于各种类型真核细胞中。对于circRNA的数量和丰度的检测,传统分子生物学方法的能效非常有限,因此一直以来circRNA被认为是RNA异常剪接的产物。随着生物信息学的快速发展和高通量测序技术的不断革新,目前已经在真核细胞中发现了大量内源性circRNA,其中一些circRNA表达丰度高并呈现出时空表达特异性和物种间保守性,说明circRNA可能在调节基因表达方面具有重要功能。本文综述了circRNA的特征、形成机制及生物学功能,并对近年来circRNA研究进展进行归纳总结,以期为真核生物基因表达调控研究、疾病检测等提供基础资料,并对circRNA在动物分子育种方面的研究进行展望。     

circRNA作用机制及其对动物肌肉发育的影响

circRNA是一种不具有5′端帽子结构和3′端多聚(A)尾巴结构但能稳定存在于真核细胞内的非编码RNA(ncRNA),是经过反向剪接构成的闭合环状分子,为近年来的研究热点。越来越多的研究已证明,circRNA对生物体的各种生命活动发挥着极其重要的调控作用。根据组成不同,circRNA可分为外显子环状、内含子环状及内含子外显子共同组成的环状。同时circRNA功能的发挥依赖于其细胞定位,位于细胞核的circRNA主要在基因转录水平与RNA聚合酶Ⅱ结合调控寄主基因的转录活性;而位于细胞液中的circRNA主要发挥竞争性内源RNA的作用,通过竞争性抑制miRNA与靶基因mRNA 3′UTR的结合,发挥其对miRNA和靶基因的调控作用;circRNA还可翻译成蛋白质或多肽。目前,circRNA在畜禽肌肉生长发育方面的相关研究还处于起步阶段,主要是关于circRNA作为竞争性内源RNA发挥重要调控功能。文章就circRNA的发现、分类、生成机制、作用方式及对动物肌细胞增殖和分化的前沿研究作一简要阐述,并提出circRNA对畜禽肌肉功能研究的展望,以期为今后circRNA相关功能的研究提供参考。     

circRNA作用机制及其对动物肌肉发育的影响

circRNA是一种不具有5'端帽子结构和3'端多聚（A）尾巴结构但能稳定存在于真核细胞内的非编码RNA（ncRNA）,是经过反向剪接构成的闭合环状分子,为近年来的研究热点。越来越多的研究已证明,circRNA对生物体的各种生命活动发挥着极其重要的调控作用。根据组成不同,circRNA可分为外显子环状、内含子环状及内含子外显子共同组成的环状。同时circRNA功能的发挥依赖于其细胞定位,位于细胞核的circRNA主要在基因转录水平与RNA聚合酶Ⅱ结合调控寄主基因的转录活性;而位于细胞液中的circRNA主要发挥竞争性内源RNA的作用,通过竞争性抑制miRNA与靶基因mRNA 3'UTR的结合,发挥其对miRNA和靶基因的调控作用;circRNA还可翻译成蛋白质或多肽。目前,circRNA在畜禽肌肉生长发育方面的相关研究还处于起步阶段,主要是关于circRNA作为竞争性内源RNA发挥重要调控功能。文章就circRNA的发现、分类、生成机制、作用方式及对动物肌细胞增殖和分化的前沿研究作一简要阐述,并提出circRNA对畜禽肌肉功能研究的展望,以期为今后circRNA相关功能的研究提供参考。     

circRNA对动物骨骼肌发育调控的研究进展

circRNA是一类反向剪接后,由3’末端和5’末端共价结合形成的环状非编码RNA,其广泛存在于多种生物细胞中,具有结构稳定、序列保守及细胞或组织特异性表达等特征。在真核生物中,编码蛋白质的RNA只占基因组的20%以下,其余为非编码RNA。ncRNA调控着生理发育过程中各种水平的基因表达,具有重要的生物学功能。本文综述了circRNA的来源和作用机制,circRNAs对动物骨骼肌细胞增殖分化的最新研究进展。     

环状RNA在雌性家畜生殖过程中的表达及作用研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是由线性前体mRNA通过反向剪接产生的一种单链共价闭合的环状长链非编码RNA分子,参与调节真核生物的基因表达。随着高通量测序技术的发展,越来越多的circRNA在雌性哺乳动物生殖系统中被发现,但其在动物生殖发育过程中的功能研究尚处于起步阶段。本文就circRNA的形成、特点、功能及其在雌性家畜生殖过程中的作用进行综述,以期为深入探究circRNA调控雌性家畜生殖发育的机制奠定理论基础。     

环状RNA在畜禽中的研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类通过共价键连接而成的非编码闭合环状RNA(non-coding RNA,ncRNAs),主要由外显子或内含子构成,在真核生物体内广泛表达且大多定位于细胞质,具有稳定性高、特异性表达和序列保守性强等特征。circRNA可通过调节基因转录、充当miRNA的海绵体等方式发挥其生物学功能,广泛参与畜禽生长发育、繁殖及疾病发生等生理过程。该文主要从circRNA的发现、形成、特征、功能及在畜禽方面的研究进展进行综述,以期为circRNA在畜禽领域的研究提供参考,为进一步开发畜禽分子遗传标记、品种选育及疾病防控等提供新的思路及方法。     

环状RNA在部分家畜生长发育调控方面的研究进展

环状RNA(circularRNA,circRNA)是一类经反向剪接后、由3'末端和5'末端共价结合形成的环状非编码RNA(non-codingRNA,ncRNA)分子.这种非编码RNA具有组织表达特异性,因为有特殊的环状结构而不被RNA外切酶降解.随着RNA-seq在越来越多物种中的应用,circRNA的组学文章数量开始快速增长.研究结果表明,circRNA有以下五个生物学功能:与典型剪接发生竞争;充当miRNA分子的"海绵";调控基因的转录;与蛋白质结合,调控蛋白活性;翻译为蛋白质.circRNA的研究主要集中在人体医学方面,近年来,对各种家畜的研究也逐渐增多.本文综述了circRNA在羊、牛和猪生长发育方面的调控研究,以期为研究家畜组织中circRNA的功能提供理论依据与研究思路.     

环状RNA的研究思路及在猪中的研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类特殊的非编码RNA分子,与传统的线性RNA(linear RNA)不同,它是通过反向剪接形成的闭合RNA分子。由于circRNA缺少可接触的末端,可以避免被核酸外切酶降解,因此能够稳定存在于各种类型的真核细胞中,表达更加稳定。文章主要从circRNA的产生机制、生理学特性、检测方法以及研究思路等方面进行综述,并总结和归纳了近年来circRNA在猪中的研究进展。     

环状RNA的生物学功能及其在家禽中的研究进展

近年来随着高通量测序和生物信息学的发展,环状RNA （circular RNA,circRNA）在生物学领域作为新起之秀备受关注。circRNAs是一种内源性的非编码RNA （non-coding RNA,ncRNAs）,通常是由pre-mRNA的反向剪接（back-splicing）而来,形成一个共价闭合环。circRNA在真核细胞中没有自由表达的3'和5'末端,这种特殊的结构使其对核酸外切酶高度不敏感。本文综述了circRNAs的研究简史、种类、可变剪接、生物学功能及在家禽中最新研究进展,为家禽的遗传改良提供新视野。     

环状RNA及其在猪上的研究进展

环状RNA (circular RNA,circRNA)是由前体mRNA经过反向剪接形式形成的共价闭合的环形RNA分子。circRNA可以作为miRNA "海绵"调控靶基因的表达,也可作为蛋白诱饵参与转录和翻译。circRNA在哺乳动物细胞中具有稳定性、富集性、内源性以及保守性,其表达具有组织和时空特异性,并具有多种生物学功能。本文综述了环状RNA的种类、分子特性、在线数据库及在猪上的最新研究进展,有助于开展circRNA对猪经济性状的调控作用及分子机制研究,为猪的遗传改良奠定基础。     

环状RNA在畜牧学中的研究进展

环状RNA(circRNA)是一种广泛、稳定存在于哺乳动物中的不具备5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴且具有独特闭环结构的内源性非编码RNA,具有高度保守性、组织特异性、阶段特异性以及高度稳定性等优点。按形成方式主要分为内含子circRNA、外显子circRNA、外显子-内含子circRNA以及基因间circRNA。目前对其功能的研究主要集中在与miRNA的互作、蛋白调控以及癌症等疾病方面。文中就circRNA的生物合成、功能及在畜牧学中的研究进展进行综述,以期为畜牧分子育种研究提供理论支撑。     

环状RNA的生物学功能及其在动物遗传育种中的研究进展

环状RNA(circRNA)是一种内源性非编码RNA。近年来,研究者们运用多组学相结合的方法开展了大量研究,发现环状RNA在mRNA转录过程中具有潜在的调控作用。文章简述了环状RNA的研究历程,介绍了环状RNA的形成过程,阐述了环状RNA的功能作用,综述了环状RNA在小鼠、畜禽中的研究进展,并展望了环状RNA的研究方向。     

哺乳动物RNA编辑及其检测方法

RNA编辑是一种重要的转录后调控机制,通过初级转录本上碱基的插入、缺失或者替换,改变RNA所携带的遗传信息。RNA编辑功能多样,可改变氨基酸序列、影响可变剪接、导致内含子滞留、影响RNA稳定性等,为解释诸多复杂生命过程提供了一种方向。在哺乳动物中,由双链RNA腺苷酸脱氨酶家族催化的A-to-I编辑最为普遍。随着高通量测序技术及分子生物学的发展,科研人员开发出一系列高效灵活易用的检测工具,使全基因组水平鉴定RNA编辑位点成为现实,为解析RNA编辑在畜禽经济性状中的作用奠定了基础。本文对RNA编辑的定义、功能及RNA编辑位点检测方法等进行了综述,详细介绍了基于高通量测序检测RNA编辑位点的工具,以期更多科研人员了解认识RNA编辑并在畜禽中对其展开广泛深入的研究。     

circRNA作为ceRNA调控畜禽重要经济性状的研究进展

竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)机制指具有同种miRNA反应元件(microRNA response elements, MRE)的RNA分子，通过竞争性地结合该miRNA以在转录后水平调控基因的表达，进而影响细胞的生物学功能。ceRNA机制的有效性受细胞环境、miRNA活性及其与不同RNA分子间亲和力等因素的影响。虽然环状RNA(circular RNA,circRNA)和长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)等均可作为ceRNA,但circRNA是相对更为有效的ceRNA分子，因为其在进化过程中稳定且保守，可使ceRNA信号在不同组织中传导。本文在探讨ceRNA调控机制影响因素的基础上，进一步综述了circRNA作为ceRNA调控畜禽肌肉发育、脂肪沉积、乳腺及卵泡发育等方面的研究进展，以期为深入研究畜禽重要经济性状中ceRNA调控网络提供新思路。     

环状RNA及其与动物生殖关系的研究进展

环状RNA(circRNA)是一类单链共价闭合的环状非编码RNA,长度约为100个核苷酸,是由线性前体mRNA通过反向剪接产生的内源转录产物,可调节真核生物的基因表达.随着下一代测序(next-generation sequencing,NGS)技术、基因沉默(小干扰RNA)技术和CRISPR/CAS技术等分子生物学技...     

CRISPR/Cas9技术在动物非编码RNA功能研究中的应用

CRISPR/Cas9系统是一种广泛存在于细菌和古菌中的免疫机制。近年来,已发展为一种快捷高效的基因编辑工具,用于研究编码或非编码RNA的功能。非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA,其可通过多种调控途径在动物的生长发育、疾病免疫等生理或病理过程中发挥重要的生物学功能。CRISPR/Cas9技术可以靶向核酸序列稳定敲除基因,得到敲除小鼠或细胞系,虽然其在非编码RNA功能研究中的使用干扰了邻近基因或宿主基因表达,但该技术的出现为非编码RNA功能机制的探索提供了不同的途径。本文通过简要概述CRISPR/Cas系统的发展和作用原理,并重点介绍CRISPR/Cas9技术在动物miRNA、lncRNA及circRNA功能研究中的应用,以期为相关研究提供参考。     

CRISPR/Cas9技术在动物非编码RNA功能研究中的应用

CRISPR/Cas9系统是一种广泛存在于细菌和古菌中的免疫机制。近年来,已发展为一种快捷高效的基因编辑工具,用于研究编码或非编码RNA的功能。非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA,其可通过多种调控途径在动物的生长发育、疾病免疫等生理或病理过程中发挥重要的生物学功能。CRISPR/Cas9技术可以靶向核酸序列稳定敲除基因,得到敲除小鼠或细胞系,虽然其在非编码RNA功能研究中的使用干扰了邻近基因或宿主基因表达,但该技术的出现为非编码RNA功能机制的探索提供了不同的途径。本文通过简要概述CRISPR/Cas系统的发展和作用原理,并重点介绍CRISPR/Cas9技术在动物miRNA、lncRNA及circRNA功能研究中的应用,以期为相关研究提供参考。     

RNA的可变剪接

在高等真核生物基因组中存在大量的割裂基因,而这些割裂基因的mRNA却是非割裂结构,在这个转化过程中去除内含子的过程就成为RNA的剪接或剪接RNA（RNA splicing）。RNA剪接特别是可变剪接是真核基因表达调控研究的重要内容之一。介绍了RNA可变剪接的特点、功能与调控、可变剪接基因以及剪接形式的识别,并对可变剪接的应用进行了举例。     

RNA的可变剪接

在高等真核生物基因组中存在大量的割裂基因,而这些割裂基因的mRNA却是非割裂结构,在这个转化过程中去除内含子的过程就成为RNA的剪接或剪接RNA（RNA splicing）。RNA剪接特别是可变剪接是真核基因表达调控研究的重要内容之一。介绍了RNA可变剪接的特点、功能与调控、可变剪接基因以及剪接形式的识别,并对可变剪接的应用进行了举例。