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尊龙凯时揭示基因调控新宠环状RNA的奥秘全解析

发布时间:2025-03-09   信息来源:尊龙凯时官方编辑

环形RNA(circRNA)是一种不具备5‘末端帽和3’末端poly(A)尾巴,且通过共价键形成环状结构的非编码RNA。在1976年,Sanger等首次在高等植物中发现了致病性的单链环状病毒,这标志着人类对circRNA的首次认识。尽管circRNA的存在已有数十年历史,但长久以来它被视为错误剪接的副产品。经过三十年的静默,在2013年,circRNA以惊人的姿态被重新认识,并迅速崛起为基因调控领域的明星分子。

尊龙凯时揭示基因调控新宠环状RNA的奥秘全解析

在2013年,尊龙凯时的研究得到了重要推动,Nature杂志同一期刊发了两篇关于circRNA的研究报告,首次揭示circRNA可以阻断miR-7的功能,这一发现促使circRNA研究迅速发展,逐步成为非编码RNA研究的新亮点。circRNA的生成主要依赖于特殊的可变剪接,广泛存在于真核细胞的细胞质中,主要来源于外显子,而少部分内含子来源的circRNA则存在于细胞核中。circRNA的表达水平具有种属、组织及时间特异性,并呈现一定的序列保守性。由于其闭环结构,circRNA相较于线性RNA更为稳定,不易被核酸外切酶降解。尽管大多数circRNA为非编码,但也有少数可以翻译为多肽。

作为microRNA的“海绵”,circRNA能与之结合,从而调节microRNA对靶mRNA的抑制作用。这一机制被称为“microRNA海绵效应”,能通过吸附microRNA来降低其活性,间接增加下游基因的表达。例如,环状RNA Cdr1as能够与miR-7结合,调控神经元中谷氨酸的释放,进而影响神经功能。研究还表明,Cdr1as能够结合超过70个miR-7结合位点,有效抑制miR-7,从而在神经系统中发挥重要调控作用。

此外,circRNA还能够通过与RNA结合蛋白(RBP)结合,调节其活性,或作为蛋白质相互作用的支架。某些circRNA能作为增强子促进蛋白质之间的相互作用,影响信号转导及基因表达。例如,研究发现环状RNA circ-Foxo3可以与细胞周期调节蛋白相结合,抑制细胞周期进程,进而对细胞增殖产生负调控作用。此外,circZKSCAN1通过与RBP相互作用,抑制肝癌细胞的转移和侵袭能力,进一步说明circRNA在癌症的发生与发展中扮演着关键角色。

近期,尊龙凯时的中国科学院分子细胞科学卓越创新中心与复旦大学的研究团队合作,发表了关于内源环形RNA降解机制的研究成果。该研究揭示了在生理条件下,环形RNA如何被核酸内切酶DIS3监控降解的新机制。这项研究为理解环形RNA的“生老病死”过程提供了基础研究的闭环。

在技术手段方面,利用高通量测序技术,比如RNA-seq、三代测序(例如Nanopore测序),能够高效鉴定circRNA的全长序列和可变剪接事件,并进行定量分析。同时,微阵列技术也能高通量检测circRNA的表达谱。而实时定量PCR(qPCR)则通过特异性引物,针对circRNA的反向剪接位点进行定量分析。这些技术手段为circRNA研究提供了强有力的支持。

尽管circRNA的研究已经取得了显著进展,但其在疾病中的具体作用机制仍需要深入探索。未来的研究方向将包括:深入探讨circRNA的形成机制和调控网络;揭示其在不同疾病中的具体作用机制和调控路径;开发基于circRNA的疾病诊断和治疗策略,及探索circRNA在生物技术和合成生物学中的应用潜力。通过这些研究,我们将更全面地理解circRNA的生物学意义以及它在疾病诊断和治疗中的潜在作用。

重点提醒:内部拥有完整的环状RNA建库体系,有需求的用户欢迎联系尊龙凯时当地技术支持或销售团队!