中科院Cell新文章聚焦环状RNA

　　

生物通报道  中科院上海生命科学研究院的研究人员在新研究中证实，是内含子的互补序列介导了外显子环化。这一研究发现发表在9月18日的《细胞》（Cell）杂志上。

上海生科院计算生物所的杨力（Li Yang）研究员和上海生命科学院生物化学与细胞生物学研究所的陈玲玲(Ling-Ling Chen)研究员是这篇论文的共同通讯作者。杨力研究员的主要研究方向是在在全转录组水平对RNA的重要生理功能及其调控作用进行系统研究。陈玲玲研究员主要研究方向为长非编码RNA和干细胞。

环状RNA（circRNA）是一类特殊的非编码RNA分子，也是RNA领域最新的研究热点。与传统的线性RNA（linear RNA，含5’和3’末端）不同，circRNA分子呈封闭环状结构，不受RNA外切酶影响，表达更稳定，不易降解。在功能上，近年的研究表明，circRNA分子富含microRNA（miRNA）结合位点，在细胞中起到miRNA海绵（ miRNA sponge）的作用，进而解除miRNA对其靶基因的抑制作用，升高靶基因的表达水平；这一作用机制被称为竞争性内源RNA（ceRNA）机制。通过与疾病关联的miRNA相互作用， circRNA在疾病中发挥着重要的调控作用（延伸阅读：Nature头条：震惊遗传界的环状RNA ）。

circRNA是 一 类 通 常 由一个以上外显子构成的环形RNA分子，由特殊的选择性剪切产生，大量存在于真核细胞的细胞质中。那么circRNA是如何产生的呢？2013年北卡罗来纳大学医学院的Jeck WR等提出了circRNA发生的两种模型: 套索驱动的环 化(lariat-driven circularization)和内含子配对驱动的环化(intron-pairing-driven circularization)。 它 们生成的第一步是不同的: 套索驱动的环化由外显子组成的剪接供体(splice donor)和剪接受体(splice acceptor)共价结合, 而内含子配对驱动的环化则由2 个内含子互补配对结合, 从而形成环状结构。在接 下来的步骤中, 这两种模型的过程基本一致, 即:剪接体(splicesome)切除剩余内含子和形成circRNA。

在这篇文章中，研究人员利用全基因组分析方法和circRNA重演，证实是外显子环化依赖于两侧的内含子互补序列。这样的序列和分布显示快速的进化改变，表明外显子环化在进化上呈动态。引人注目的是，研究人员发现侧翼内含子之间及个别内含子内部的RNA配对之间的竞争可以影响外显子环化效率。选择性RNA配对和它们之间的竞争导致了选择性的环化，使得一个基因可以生成多种circRNA转录物。

这些结果支持了内含子配对驱动环化这一假说，证实是内含子的互补序列介导了外显子环化，生成的选择性环化产物有可能进一步扩大了哺乳动物转录后调控的复杂性。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Complementary Sequence-Mediated Exon Circularization

Exon circularization has been identified from many loci in mammals, but the detailed mechanism of its biogenesis has remained elusive. By using genome-wide approaches and circular RNA recapitulation, we demonstrate that exon circularization is dependent on flanking intronic complementary sequences. Such sequences and their distribution exhibit rapid evolutionary changes, showing that exon circularization is evolutionarily dynamic……

作者简介：

杨力

1994.09-1998.06  兰州大学生物化学学士
1998.09-2004.03  上海生科院生化细胞所生物化学与分子生物学博士
2004.03-2004.07  上海生科院生化细胞所研究助理
2004.07-2006.12  美国耶鲁大学博士后
2007.01-2010.09  美国康涅狄格大学健康中心博士后
2010.10-2011.07  上海生科院科研处长
2011.07-         上海生科院计算生物所研究员课题组长
 

研究方向：
我们利用高通量测序技术和相应的计算生物学分析方法，对真核生物RNA的表达调控在全转录组水平进行系统检测，主要围绕模式生物果蝇和人源胚胎干细胞及其定向分化的RNA选择性剪接和非编码RNA功能作用进行研究 ，并系统解析RNA的复杂调控网络。我们将利用实验（包括新一代高通量测序，分子和细胞生物学等）和计算（包括统计，生物信息等）生物学的方法进行系统研究，以期拓展我们在全转录组水平对RNA重要生理功能及其调控作用的全面认识。    

陈玲玲

2009年2月毕业于美国University of Connecticut Health Center 获得生物医学博士学位，并同时获得商学院工商管理学硕士学位。同年5月作为独立PI获得 Connecticut Stem Cell Seed Award研究经费资助，受聘于University of Connecticut Stem Cell Institute 从事博士后研究，并于2010年5月起任助理教授。主要从事RNA编辑和长非编码RNA对基因表达调控和干细胞命运决定的分子机制研究。现任上海生命科学院生物化学与细胞生物学研究所研究员，研究组长。

研究方向：长非编码RNA和干细胞

研究工作：
主要研究哺乳动物细胞中lncRNAs的功能调控，包括新类型lncRNA分子的发掘、其加工成熟机制、以及它们在转录、染色体、细胞核亚结构和干细胞干性维持等方面的调控功能研究。