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環(huán)狀RNA的前世今生
circRNAs （CircularRNAs，環(huán)形RNA分子） 是一類不具有5‘ 末端帽子和3’ 末端poly(A)尾巴、并以共價鍵形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的客觀存在于生物體內(nèi)的非編碼RNA分子。
1976年Sanger等人在高等植物中發(fā)現(xiàn)了致病性的單鏈環(huán)狀病毒，這是人類發(fā)現(xiàn)circRNA。盡管circRNA已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)數(shù)十年，但在很長一段時間內(nèi)被認為是錯誤剪接的副產(chǎn)品。經(jīng)過30多年的沉寂后，在2013年一鳴驚人，并在隨后幾年時間里迅速成為基因調(diào)控明星分子。
circRNA 的發(fā)現(xiàn)歷程
2013年，Nature雜志同一期刊登兩篇circRNA研究文章 ，發(fā)現(xiàn)circRNA可以阻斷miR-7，自此circRNA相關(guān)研究快速增長，逐漸成為非編碼RNA領域新的明星分子。
圖1.環(huán)狀RNA的生成過程
環(huán)狀RNA的主要特征
circRNA由特殊可變剪切產(chǎn)生，大量存在于真核細胞的細胞質(zhì)中，主要來源于外顯子，少部分內(nèi)含子來源的circRNA存在細胞核中。
表達水平具有種屬、組織、時間特異性。且具有一定序列保守性。
circRNA呈閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不易被核酸外切酶降解，比線性RNA更加穩(wěn)定。
絕大多數(shù)circRNA是非編碼的，在轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后水平發(fā)揮調(diào)控作用。但也有少數(shù)可以翻譯為多肽。
環(huán)狀RNA的主要調(diào)控機制
與microRNA相互作用
環(huán)狀RNA可以作為microRNA的“海綿"，與之結(jié)合，從而調(diào)控microRNA對靶mRNA的抑制作用。這種機制被稱為“microRNA海綿效應"，能夠通過吸附microRNA來減少其活性，從而間接增加下游基因的表達。例如，環(huán)狀RNA Cdr1as能夠與miR-7結(jié)合，調(diào)控神經(jīng)元中神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的釋放，進而影響神經(jīng)功能。研究表明，Cdr1as能夠結(jié)合超過70個miR-7結(jié)合位點，從而起到對miR-7的有效吸附，這種強效的吸附功能使Cdr1as在神經(jīng)系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的調(diào)控作用。
與RNA結(jié)合蛋白相互作用
環(huán)狀RNA能夠通過與RNA結(jié)合蛋白結(jié)合，調(diào)節(jié)其活性，或者作為蛋白質(zhì)相互作用的支架。具體來說，某些環(huán)狀RNA可以通過作為增強子或支架來促進蛋白質(zhì)之間的相互作用，從而影響信號轉(zhuǎn)導和基因表達調(diào)控。例如，研究發(fā)現(xiàn)環(huán)狀RNA circ-Foxo3可以與細胞周期調(diào)控蛋白結(jié)合，抑制細胞周期的進展，從而對細胞增殖起到負調(diào)控作用。此外，circZKSCAN1也被發(fā)現(xiàn)通過與RBPs相互作用，抑制肝癌細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲能力，表明環(huán)狀RNA在癌癥的發(fā)生和進展中具有關(guān)鍵作用。
圖2.circRNA調(diào)控機制
環(huán)狀RNA的最新研究進展
近日，《分子細胞》（Molecular Cell）在線發(fā)表了中國科學院分子細胞科學創(chuàng)新中心陳玲玲研究組與復旦大學楊力研究組合作完成的關(guān)于內(nèi)源環(huán)形RNA降解的最新研究成果。該研究解析了生理條件下環(huán)形RNA被核酸內(nèi)切酶DIS3監(jiān)控降解的新機制，實現(xiàn)了對環(huán)形RNA“生老病死"過程中特異調(diào)控及分子特征等基礎研究的閉環(huán)。
circRNA研究技術(shù)路線
高通量測序技術(shù)：通過RNA-seq、三代測序技術(shù)（如Nanopore測序）等方法，能夠高效鑒定circRNA的全長序列、可變剪接事件，并進行定量分析。
微陣列技術(shù)：利用circRNA微陣列可以高通量檢測circRNA的表達譜。
實時定量PCR（qPCR）：通過設計特異性引物，針對circRNA的反向剪接位點（BSJ）進行定量分析，用于驗證和比較不同樣本中circRNA的表達水平。
高通量測序技術(shù)由于通量高、快速、方便，成為研究環(huán)狀RNA的主流方法，建庫方法如下：
翌圣生物作為 的分子酶原料供應商，在NGS（下一代測序）領域憑借深厚的技術(shù)積累和創(chuàng)新研發(fā)能力，為生命科學和精準醫(yī)療領域提供了 的解決方案。
翌圣生物circRNA研究原料整體解決方案
動物類 | 植物類 | 細菌真菌類 | ||||
樣本類型 | 動物組織/細胞 | 細胞 | 全血 | 植物組織 | 真菌組織 | 培養(yǎng)的細菌和真菌 |
RNA提取 | 磁珠法：18605/18607/18606 | 磁珠法：18600/18604 | 柱式法：19241 | 磁珠法：18534/18535/18537 | 磁珠法：18534/18535/18537 | 柱式法：19301（真菌需要加溶壁酶10403） |
rRNA去除 | RNaseH酶法去除：12257 | RNaseH酶法去除：12257 | RNaseH酶法去除，包含去除珠蛋白：12257+12806 RNaseH酶法去除珠蛋白：13572 | RNaseH酶法去除：12254 | 磁珠法去除：12271真菌通用型 | 磁珠法去除：12264細菌通用型/12265原核生物通用型 |
線性RNA消化 | 14615 RNase R 去除線性RNA分子 | |||||
文庫構(gòu)建 | 非預混RNA建庫試劑盒：12308雙模式RNA建庫試劑盒(兼容Illumina和MGI) | |||||
circRNA未來研究展望
盡管 circRNA 的研究取得了顯著進展，但circRNA 在疾病中的具體作用機制仍需深入研究。未來，circRNA 的研究方向?qū)ǎ哼M一步探索 circRNA 的形成機制和調(diào)控網(wǎng)絡；揭示 circRNA 在不同疾病中的具體作用機制和調(diào)控途徑；開發(fā)基于 circRNA 的疾病診斷方法和治療策略；以及探索 circRNA 在生物技術(shù)和合成生物學中的應用潛力。通過這些研究，我們將更深入地理解 circRNA 的生物學意義及其在疾病診斷和治療中的作用。
??敲重點：內(nèi)部有完整的環(huán)狀RNA建庫體系，有需要的可以聯(lián)系當?shù)丶夹g(shù)支持或者銷售！
產(chǎn)品推薦
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Hieff NGS® EvoMax RNA Library Prep Kit(dNTP) 預裝板RNA建庫試劑盒(不含放線菌素D) | 12341ES24/96 | 24 T/ 96 T |
Hieff NGS® mRNA Isolation Master Kit V2 | 12629ES24/96 | 24 T/ 96 T |
Hieff NGS MaxUp Human rRNA Depletion Kit(rRNA & ITS/ETS) | 12257ES24/96 | 24 T/ 96 T |
Hieff NGS® MaxUp rRNA Depletion Kit(Plant) | 12254ES24/96 | 24 T/ 96 T |
Hieff NGS® One-Step rRNA Removal Kit(Human,100-1,000 ng) 一步快速去除核糖體RNA試劑盒(人) | 12258ES24/96 | 24 T/ 96 T |
Hieff NGS® MagSP rRNA Removal Kit (Bacteria(G- and G+)) with purification beads | 12264ES24/96 | 24 T/ 96 T |
RNase R (20 U/μL) | 14606ES72 | 250U |
