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精品推薦 | 解析!揭開(kāi)基因調(diào)控新寵環(huán)狀RNA的奧秘!

來(lái)源:翌圣生物科技(上海)股份有限公司   2025年03月03日 08:21  

環(huán)狀RNA的前世今生

circRNAs (CircularRNAs,環(huán)形RNA分子) 是一類(lèi)不具有5‘ 末端帽子和3’ 末端poly(A)尾巴、并以共價(jià)鍵形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的客觀(guān)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(lèi)發(fā)現(xiàn)circRNA。盡管circRNA已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)數(shù)十年,但在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被認(rèn)為是錯(cuò)誤剪接的副產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)30多年的沉寂后,在2013年一鳴驚人,并在隨后幾年時(shí)間里迅速成為基因調(diào)控明星分子。


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circRNA 的發(fā)現(xiàn)歷程

1976年,在電子顯微鏡下觀(guān)測(cè)到真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中存在環(huán)狀RNA分子。
1993年,在小鼠中發(fā)現(xiàn)其Sry基因存在環(huán)狀轉(zhuǎn)錄。
2012年,借助于高通量測(cè)序技術(shù),circRNA被大量發(fā)現(xiàn)。

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(zhǎng),逐漸成為非編碼RNA領(lǐng)域新的明星分子。


圖1.環(huán)狀RNA的生成過(guò)程


02

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(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,主要來(lái)源于外顯子,少部分內(nèi)含子來(lái)源的circRNA存在細(xì)胞核中。

  • 表達(dá)水平具有種屬、組織、時(shí)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(xiàn)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。


03

環(huán)狀RNA的主要調(diào)控機(jī)制

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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(duì)靶mRNA的抑制作用。這種機(jī)制被稱(chēng)為“microRNA海綿效應(yīng)”,能夠通過(guò)吸附microRNA來(lái)減少其活性,從而間接增加下游基因的表達(dá)。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(jìn)而影響神經(jīng)功能。研究表明,Cdr1as能夠結(jié)合超過(guò)70個(gè)miR-7結(jié)合位點(diǎn),從而起到對(duì)miR-7的有效吸附,這種強(qiáng)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。


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與RNA結(jié)合蛋白相互作用

環(huán)狀RNA能夠通過(guò)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(lái)說(shuō),某些環(huán)狀RNA可以通過(guò)作為增強(qiáng)子或支架來(lái)促進(jìn)蛋白質(zhì)之間的相互作用,從而影響信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和基因表達(dá)調(diào)控。例如,研究發(fā)現(xiàn)環(huán)狀RNA circ-Foxo3可以與細(xì)胞周期調(diào)控蛋白結(jié)合,抑制細(xì)胞周期的進(jìn)展,從而對(duì)細(xì)胞增殖起到負(fù)調(diào)控作用。此外,circZKSCAN1也被發(fā)現(xiàn)通過(guò)與RBPs相互作用,抑制肝癌細(xì)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(jìn)展中具有關(guān)鍵作用。


圖2.circRNA調(diào)控機(jī)制


04

環(huán)狀RNA的最新研究進(jìn)展

近日,《分子細(xì)胞》(Molecular Cell)在線(xiàn)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)創(chuàng)新中心陳玲玲研究組與復(fù)旦大學(xué)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?xiàng)l件下環(huán)形RNA被核酸內(nèi)切酶DIS3監(jiān)控降解的新機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)形RNA“生老病死”過(guò)程中特異調(diào)控及分子特征等基礎(chǔ)研究的閉環(huán)。


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05

circRNA研究技術(shù)路線(xiàn)

  • 高通量測(cè)序技術(shù):通過(guò)RNA-seq、三代測(cè)序技術(shù)(如Nanopore測(cè)序)等方法,能夠高效鑒定circRNA的全長(zhǎng)序列、可變剪接事件,并進(jìn)行定量分析。

  • 微陣列技術(shù):利用circRNA微陣列可以高通量檢測(cè)circRNA的表達(dá)譜。

  • 實(shí)時(shí)定量PCR(qPCR):通過(guò)設(shè)計(jì)特異性引物,針對(duì)circRNA的反向剪接位點(diǎn)(BSJ)進(jìn)行定量分析,用于驗(yàn)證和比較不同樣本中circRNA的表達(dá)水平。


高通量測(cè)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(kù)方法如下:


翌圣生物作為 的分子酶原料供應(yīng)商,在NGS(下一代測(cè)序)領(lǐng)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(xué)和精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)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(dòng)物類(lèi)

植物類(lèi)

細(xì)菌真菌類(lèi)

樣本類(lèi)型

動(dòng)物組織/細(xì)胞

細(xì)胞

全血

植物組織

真菌組織

培養(yǎng)的細(xì)菌和真菌

RNA提取

磁珠法:18605/18607/18606
柱式法:19221/19211
Trizol法:10606/19202

磁珠法:18600/18604
柱式法:19231

柱式法19241
Trizol法:19201

磁珠法:18534/18535/18537
柱式法:19291ES/19292ES

磁珠法:18534/18535/18537
柱式法:19291ES/19292ES

柱式法:19301(真菌需要加溶壁酶10403)

rRNA去除

RNaseH酶法去除:12257
3 min快速去除:12258(人源去除)
磁珠法去除:12266(哺乳動(dòng)物通用型)/12267鳥(niǎo)類(lèi)通用型/12268家雞/12269斑馬魚(yú)/12270果蠅 /12275牡蠣/12278渦蟲(chóng)/12285蜜蜂/12286橫紋金蛛/12289蜱蟲(chóng)/12290白紋伊蚊/12287線(xiàn)蟲(chóng)

RNaseH酶法去除:12257
3 min快速去除:12258(人去除,適合病原)

RNaseH酶法去除,包含去除珠蛋白:12257+12806

RNaseH酶法去除珠蛋白:13572
3 min快速去除:12258+12260

RNaseH酶法去除:12254
磁珠法去除:12262被子植物

磁珠法去除:12271真菌通用型

磁珠法去除:12264細(xì)菌通用型/12265原核生物通用型

線(xiàn)性RNA消化

14615 RNase R 去除線(xiàn)性RNA分子

文庫(kù)構(gòu)建

非預(yù)混RNA建庫(kù)試劑盒:12308雙模式RNA建庫(kù)試劑盒(兼容Illumina和MGI)
預(yù)混版RNA建庫(kù)試劑盒:12310雙模式RNA建庫(kù)試劑盒(兼容Illumina和MGI)/12340(不含放線(xiàn)菌素D,dUTP)


06

circRNA未來(lái)研究展望

盡管 circRNA 的研究取得了顯著進(jìn)展,但circRNA 在疾病中的具體作用機(jī)制仍需深入研究。未來(lái),circRNA 的研究方向?qū)ǎ哼M(jìn)一步探索 circRNA 的形成機(jī)制和調(diào)控網(wǎng)絡(luò);揭示 circRNA 在不同疾病中的具體作用機(jī)制和調(diào)控途徑;開(kāi)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(xué)中的應(yīng)用潛力。通過(guò)這些研究,我們將更深入地理解 circRNA 的生物學(xué)意義及其在疾病診斷和治療中的作用。


??敲重點(diǎn):內(nèi)部有完整的環(huán)狀RNA建庫(kù)體系,有需要的可以聯(lián)系當(dāng)?shù)丶夹g(shù)支持或者銷(xiāo)售!


07

產(chǎn)品推薦

產(chǎn)品名稱(chēng)

貨號(hào)

規(guī)格

Hieff NGS ® EvoMax RNA Library Prep Kit(dUTP)
鏈特異性預(yù)混版total RNA建庫(kù)試劑盒(不含放線(xiàn)菌素D)

12340ES24/96

24 T/ 96 T

Hieff NGS® EvoMax RNA Library Prep Kit(dNTP) 預(yù)裝板RNA建庫(kù)試劑盒(不含放線(xiàn)菌素D)

12341ES24/96

24 T/ 96 T

Hieff NGS® mRNA Isolation Master Kit V2
mRNA純化試劑盒V2

12629ES24/96

24 T/ 96 T

Hieff NGS MaxUp Human rRNA Depletion Kit(rRNA & ITS/ETS)
/小鼠/大鼠核糖體RNA去除試劑盒

12257ES24/96

24 T/ 96 T

Hieff NGS® MaxUp rRNA Depletion Kit(Plant)
植物核糖體RNA去除試劑盒

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
細(xì)菌核糖體RNA去除試劑盒

12264ES24/96

24 T/ 96 T

RNase R (20 U/μL)

14606ES72

250U




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