中科院陈玲玲最新Nature综述：环状RNA的秘密

　　

生物通报道：中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的研究员陈玲玲在二月二十四日的Nature Reviews Molecular Cell Biology杂志发表文章，全面探讨了环状RNA（circRNA）的生物合成和新功能。真核细胞的环状RNA来自于mRNA前体（pre-mRNA）的反向剪接。虽然环状RNA通常表达水平较低，但它们的表达存在细胞和组织特异性。近年来人们发现，环状RNA可以通过不同途径影响基因表达，有效扩展真核细胞转录组的多样性和复杂性。

早在几十年前，生物学家们就发现了环状RNA。与线性RNA相比，环状RNA受到的关注比较少，也比较难于研究。举例来说，环状RNA很难与其它RNA区分开，扩增或片段化会破坏RNA环，而且早期RNA测序的分析算法会过滤掉环状RNA的标志性序列。这些技术和方法学问题导致环状RNA一直被视为是罕见的剪切错误。

环状RNA呈封闭环状结构，不受RNA外切酶影响不易降解，比线性RNA稳定得多。随着二代测序的发展，最近四五年人们意识到环状RNA其实是非常普遍的。这些分子广泛存在于多种生物的细胞中，从古生菌、酵母、小鼠到人类。这个全新的研究领域在短时间内得到了飞速的发展。有一点已经相当明确，环状RNA并不是细胞发生的错误。这种分子实际上在细胞中扮演着重要的角色，它们在临床上的潜力还有待人们进一步挖掘。（更多详细信息参见：环状RNA，飞速发展的新前沿）

在生物信息学、生化分析和深度测序的帮助下，研究者们对神秘的环状RNA有了空前的认识。越来越多的证据表明，环状RNA具有重要的生物学意义，而且它们的功能不同于线性RNA。2013年Nature杂志发表的两项研究显示，环状RNA可以起到microRNA海绵的作用，可以结合并抑制microRNA的活性，进而调控microRNA的靶标发挥作用。（更多详细信息参见：Nature头条：震惊遗传界的环状RNA）

陈玲玲研究员一直走在环状RNA领域的前沿。2013年她和杨力研究员合作，发现了来源于基因内含子区域的环形RNA新分子。他们在Molecular Cell杂志上揭示了这种环状RNA（ciRNA）的成环机制及其在基因转录调控中的重要功能。研究表明，部分ciRNA定位在转录位点附近，通过与RNA转录聚合酶Ⅱ复合物互相作用，顺式调节其本位基因的表达水平。（更多详细信息参见：中国学者Cell子刊揭示基因组“暗物质”中环状RNA新分子）

2014年09月陈玲玲和杨力的研究团队在Cell杂志上发表文章指出，是内含子的互补序列介导了外显子环化。环状RNA的生成机制主要有两种模型：套索驱动的环化和内含子配对驱动的环化。这项研究为内含子配对驱动环化提供了有力支持，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进一步扩大了哺乳动物转录后调控的复杂性。（更多详细信息参见：中科院Cell新文章聚焦环状RNA）

国内其他研究团队也在环状RNA研究领域取得了引人注目的成果。举例来说，2015年2月中国科技大学、华中师范大学等处的研究人员鉴定了一类与RNA聚合酶Ⅱ相关的环状RNA，并将其命名为EIciRNA。他们在Nature Structural & Molecular Biology杂志上发表了自己的研究结果，展示了这些EIciRNA对细胞核中转录过程的调控。（更多详细信息参见：中国科技大学Nature子刊聚焦环状RNA）

2015年4月，德国Max Delbrück分子医学中心的研究团队全面分析了哺乳动物大脑内的环状RNA。他们在大脑不同区域、原代神经元、分离的突触、以及神经元分化过程中进行了RNA测序。这项发表在Molecular Cell杂志上的研究表明，环状RNA在哺乳动物大脑中丰度很高、相当保守而且存在动态表达。（更多详细信息参见：Cell子刊发布环状RNA的表达图谱）

作者简介：

陈玲玲 研究员，研究组长，博士生导师

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

生物通编辑：叶予

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