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上海生科院受邀发表环形RNA生成加工的研究进展综述

上海生科院受邀发表环形RNA生成加工的研究进展综述

  中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所研究员陈玲玲和计算生物学研究所研究员杨力应邀在最近的一期RNA biology 上共同撰写了题为Regulation of circRNA biogenesis 的综述文章,系统总结了外显子来源环形RNA生成加工研究的最新进展。

  已有的研究结果表明:尽管80%-90%的人类基因组DNA序列可以被转录成RNA,但是编码蛋白质的mRNA仅占人类基因组中1%2%序列,而更多的转录序列都是非编码RNA,尤其是长度大于200个核苷酸的长非编码RNA。长非编码RNA作为一类全新的功能单元和分子家族,广泛参与一系列的重要功能调控,包括细胞核亚结构的形成、基因表达的遗传与表观遗传调控等,并与哺乳动物发育和人类疾病直接相关。传统的长非编码RNA研究主要是对经典的转录组高通量测序开展分析,发现了上万条来自于基因间区域的长非编码RNA,这些长非编码RNA与编码蛋白的mRNA类似,具有典型的5'?3'线性结构和3'末端多聚腺嘌呤尾巴,因此能够与mRNA一起被检测到,但是对于其它形式的长非编码RNA腾讯分分彩则知之甚少。陈玲玲和杨力创建并利用特殊转录组RNA分析和计算体系,全面绘制了3'末端不含有多聚腺嘌呤尾巴的转录组RNA表达图谱(Yang et al, Genome Biol, 2011),并进一步揭示以环形结构形式存在的内含子来源环形RNAZhang et al, Mol Cell, 2013)和外显子来源环形RNAZhang et al, Cell, 2014)新分子及其重要功能作用。发表在RNA biology 上的这一特邀综述文章,主要针对外显子来源环形RNA新分子的生成加工及其调控机制进行了阶段性的总结。

  与正常的mRNA剪接(splicing)不同,外显子来源环形RNA是由反向剪接(back-splicing)产生的。目前,有两种模型可以用来解释环形RNA的形成过程,一种认为反向剪接先于正常的RNA剪接发生,另一种则认为正常的RNA剪接先于反向剪接发生。两种模型虽然具体的描述不同,但都提示环形RNA的产生在正常的RNA剪接和反向剪接之间存在着密切的关系。同时,与正常的RNA剪接类似,反向剪接的发生也受到顺式作用元件和反式作用因子的调控。更为有意思的是,大量的研究结果表明,在体内同一个基因可以产生多个环形RNA分子,这种现象腾讯分分彩被称为可变环化(alternative circularization)。上述环形RNA生成加工及其机制的研究,揭示了环形RNA这一类新型非编码RNA体内的广泛存在,进一步以全新的理论视角揭示了基因表达在转录/转录后水平的复杂性和多样性,并为深入探索其功能作用奠定了坚实的理论基础。

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