circRNA及其在畜禽遗传调控中的研究进展

环状RNA(Circular RNAs,circRNAs)是一种新型的内源性非编码RNA,由mRNA前体反向剪接形成共价闭环结构。circRNA没有5’端帽子和3’端多聚腺苷酸尾巴,广泛表达于各种组织中。受技术限制,早期普遍认为circRNA是错误剪接的产物,但随着高通量测序技术的迅速发展和广泛使用,circRNA又重新回到研究前沿,同时越来越多的circRNA在各个物种中被鉴定。本文综述了circRNA的产生、特征、性质、功能及其在畜禽遗传调控中的应用研究,以期为探究circRNA在畜禽生产中的功能机制提供理论依据。     

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。     

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。     

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。     

反刍动物重要经济性状相关环状RNA的研究进展

circRNA是一类共价闭合环状RNA,具有表达特异性及序列较稳定的特点。目前,对circRNA的研究主要集中在调控基因表达的作用上。circRNA在人类疾病的发生,动物细胞的增殖、分化、自噬和凋亡过程中均发挥着重要作用。circRNA可发挥分子海绵作用,调控目的基因的表达,也可翻译生成蛋白质,对生物体的生长发育发挥重要作用。该文对circRNA的研究特征及其在反刍动物中的研究进展做一个总结,为进一步探讨circRNA在动物生长发育中的调控作用提供帮助。     

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。     

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。     

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在病原感染中的作用机制研究进展

环状RNA(circRNA)是一类缺乏5′和3′游离末端的共价闭合非编码RNA,在真核细胞中高度保守且普遍存在。与线性RNA相比,环状RNA对RNase R不敏感,在细胞中更稳定存在。同时,环状RNA可作为连接非编码RNA和mRNA的重要桥梁,通过多种机制调控各种生理、病理过程。近年来许多研究表明了环状RNA在病毒、细菌等病原微生物感染中的作用机制,环状RNA可作为感染性疾病诊断及预后的分子生物标志,在感染性疾病的治疗与防控中发挥重要作用。论文就环状RNA的生物学功能及其在病原感染中的作用进行综述,以期为深入研究感染性疾病的致病机制,制定有效的防控措施提供参考。     

非编码RNA对猪骨骼肌发育的影响

骨骼肌发育与猪肉产量和品质密切相关，且受到各种因素的影响。近年来，非编码RNA （non-coding RNA，ncRNA）对骨骼肌发育的影响已成为新的研究热点之一。ncRNA主要包括微小RNA （microRNA，miRNA）、长链非编码RNA （long non-coding RNA，lncRNA）和环状RNA （circular RNA，circRNA），是一类不具有编码蛋白功能的RNA，最初被认为只是在转录或转录后水平调控基因的表达，但随着研究的深入，越来越多的ncRNA被证实参与骨骼肌细胞增殖、分化与凋亡等生物过程，其中miRNA可通过与靶基因互补序列结合发挥功能；lncRNA与circRNA主要作为分子海绵竞争性结合miRNA，解除其对靶基因的抑制作用。作者主要从ncRNA介绍及miRNA、lncRNA和circRNA对猪骨骼肌发育的影响等进行综述，并就ncRNA对猪骨骼肌生长发育的研究进行了展望。     

环状RNA概述及其在动物肌肉发育中的研究进展

环状RNA是一种具有环状结构的非编码RNA,在转录过程中出现,由单链RNA分子通过共价结合形成环形。环状RNA在植物和动物机体中广泛分布,主要承担了与蛋白质结合、调控转录等生物功能,对动物的肌肉发育也有重要的调控作用。文章综述了环状RNA的发现、合成与特征、检测方法及生物学功能,介绍了环状RNA在动物肌肉发育中的研究进展,展望了环状RNA的研究应用前景。     

环状RNA——一个新的非编码RNA的功能与特性

环状RNA,是近年来受到广泛关注的一种内生非编码RNA,其特征是具有共价闭合环状结构,没有5’帽子和3’寡聚A尾。虽然环状RNA合成和功能机制尚不是完全清楚,许多研究显示,其可能作为人类疾病诊断和治疗的分子标记,在许多疾病,尤其是肿瘤的发展过程中发挥重要作用。环状RNA在动物疾病的诊断和防治方面研究还很少,本文综述了环状RNA的生物功能和特性,为在畜牧兽医研究中,运用环状RNA提供一些理论基础。     

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。     

绒山羊毛囊发育中非编码RNA的研究进展

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指从基因组上转录而来,不编码蛋白质,但在RNA水平上能行使一定生物学功能的RNA。非编码RNA的种类较多,种类的不同造成功能的差异。毛囊是绒山羊皮肤特殊的附属物,位于皮肤的真皮层,发生于绒山羊胚胎期。由于真皮细胞和上皮细胞间的信号分子传递,使其发育呈周期性变化,历经生长期、退行期和休止期。近年来,有关ncRNA在绒山羊毛囊发育中作用报道较多。文章就其中的微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)及环状RNA(circRNA)的生物发生及其在绒山羊毛囊发育中的作用机制进行了归纳、总结。miRNA是真核生物中存在的一种长18~25 nt的ncRNA分子,可通过与靶信使核糖核酸mRNA特异结合,抑制转录后基因表达。在绒山羊毛囊发育中,miRNA通过抑制相关基因及相关信号通路中关键分子的表达而调控毛囊的发育周期以及毛囊的再生能力。lncRNA是长度超过200 nt的ncRNA,经过剪接,具有polyA尾巴与启动子结构,在绒山羊毛囊发育中能促进毛囊细胞增殖与分化,通过调控基因的靶向表达与多种信号通路互作调节毛囊发育及绒毛生长的周期活动。circRNA是与传统的线性RNA不同的封闭环状RNA,含有许多miRNA结合位点,在绒山羊毛囊发育与绒毛生长中起miRNA分子海绵的作用,即通过miRNA的介导,调控靶基因的表达,促进毛囊干细胞向次级毛囊分化,进而解除与毛囊发育与绒毛生长相关的miRNA对其靶基因的抑制作用提高靶基因的表达水平。笔者通过对miRNA、lncRNA及circRNA的研究进行综述,以期为构建毛囊生长发育的分子调控网络及深入探讨绒山羊毛囊发育的调控机制提供借鉴,为今后更好地利用现代分子生物学技术改善绒毛品质提供理论依据。     

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。     

家蚕环形RNA的预测与鉴定

环形RNA(circRNA)是具有闭合环状结构的单链RNA,其功能涉及对亲本基因转录的调控、miRNA的吸附和作为某些疾病的生物标志物。以家蚕幼虫、蛹和蛾3个发育时期蚕体的混合样本提取总RNA,利用高通量测序共获得112 271 320个测序read。采用软件Map Splice和Find_circ从获得的测序read中预测家蚕的circRNAs,其中用Map Splice预测到的circRNA共1 659条,用Find_circ预测到的circRNA共9 777条,2个软件共同预测到的circRNA有1 598条。利用circRNA预测程序CircRNApredictor.pl从家蚕转录组read(SRR315361)和家蚕基因组序列中预测到12 955条circRNA,进一步将高通量测序read匹配预测的circRNA序列,结果显示序列首尾重叠,为环状分子。通过软件miRanda预测了部分家蚕circRNA的靶miRNA。设计特异性的正、反向PCR引物对,选取其中11条SRPBM(spliced reads per billion mapping)值最高的circRNA进行PCR,产物测序鉴定为家蚕潜在的circRNA分子,其中BmcircR_3621、BmcircR_8955、BmcircR_8926、BmcircR_6123、BmcircR_8349、BmcircR_1198、BmcircR_9535、BmcircR_6215、BmcircR_7937在家蚕酪氨酸蛋白激酶Abl(tyrosine-protein kinase Abl)和异常细胞迁移蛋白10(abnormal cell migration protein 10)等的基因序列中以环的形式存在,并且主要成环位点与生物信息学预测结果一致,而BmcircR_2196和BmcircR_6226的成环位点与预测存在差异。研究结果可供家蚕乃至昆虫新型RNA分子的鉴定和研究参考。