ncRNA系列专题（一）丨非编码RNA介绍---lncRNA与circRNA

韩素音ncRNA系列专题（一）丨非编码RNA介绍---lncRNA与circRNA

蛋白质是生命体的构成者，生命活动的主要承担者。人们曾经一度认为只有编码蛋白的基因才具有重要功能。随着研究的深入，越来越多的证据表明DNA转录的非编码RNA并不是毫无作用的“垃圾”，其中的lncRNA，miRNA，circRNA可参与多种生物学进程，发挥重要的调控功能。

今天我们先为大家简要介绍非编码RNA中其中的两个重量级成员——lncRNA和circRNA。后续我们会分期从研究策略和应用案例进行详细介绍。

非编码RNA系列（一）：非编码RNA介绍---lncRNA与circRNA

非编码RNA系列（二）：lncRNA生物标记

非编码RNA系列（三）：lncRNA作用机制

非编码RNA系列（四）：lncRNA文章套路

非编码RNA系列（五）：环状RNA生物标记

非编码RNA系列（六）：环状RNA作用机制

非编码RNA系列（七）：环状RNA文章套路

LncRNA介绍

近年来大量的研究表明，lncRNA的许多成员已被证明广泛参与各种重要生命活动的调控。细胞分化，器官发育都与lncRNA的时空特异表达有关，而癌症发生也与lncRNA的突变或失调有关，因此lncRNA有潜力作为疾病诊断的标志物和潜在的药物靶点，对它们的研究将有助于开发新型靶向方案，具有重要意义。

一、

lncRNA的特点

1、长度大于200nt的非编码RNA，部分lncRNA含有polyA尾巴

2、虽然部分lncRNA可与核糖体结合，但lncRNA没有或只有较弱的蛋白编码能力

3、相对mRNA，lncRNA的保守性较低

4、lncRNA的表达具有组织特异性以及时空特性

二、

lncRNA的分类

按照gencode数据库的注释，lncRNA包括以下的几种：

1、Non coding.

2、3prime_overlapping_ncRNA.

3、Antisense. lincRNA (long interspersed ncRNA).

珍肽

4、Retained_intron.

5、Sense_intronic.

6、Sense_overlapping.

7、Macro_lncRNA.

8、Bidirectional lncRNA.

三、

lncRNA的功能

lncRNA可通过折叠形成一定的空间结构与多种蛋白互作，也可通过碱基互补配对与其它核酸进行识别，这种识别又可将蛋白引导至特定序列位点，这些特点使得lncRNA在发育和癌症中的功能发挥途径更加丰富。

LncRNA参与基因的表达调控，可从表观修饰水平，转录水平和转录后水平发挥功能，主要的方式如下：

1、作为RNA诱饵，结合转录因子，干扰其与基因promoter区域的结合，从而调控转录。党的十五大报告全文

2、作为分子海绵，吸附miRNA，抑制其与mRNA的结合，使得mRNA免于降解

3、作为蛋白互作的支架或桥梁，影响蛋白多聚物的形成，调控蛋白活性

4、招募染质修饰因子，改变染质的修饰水平，从而影响基因的转录和表达。

5、与mRNA配对结合，抑制翻译

6、与mRNA配对结合，影响剪切

7、与mRNA配对结合，影响mRNA的稳定性

环状RNA介绍

溪水苏雪林环状RNA( circular RNA，circRNA) 或称环形RNA，是在mRNA前体加工过程中由于相邻外显子的反向剪接，使得基因的外显子序列反向首尾连接，形成环形RNA。

图1. circRNA生成模式图。a：套索驱动的环化；b：内含子碱基配对驱动环化；c：单个内含子成环；d：RNA结合蛋白驱动环化 [1]。

一、

环状RNA特征

1) circRNA分子呈封闭环状结构，无游离5＇和3＇末端，不易被核酸外切酶RNaseR降解，比线性RNA更加稳定

2) 广泛存在于真核生物中，部分环状RNA 表达量较高，有时甚至超过它们线性异构体的10倍之多;

3) 大多数来源于外显子，少部分由内含子直接环化形成;

4) 长度约200-2000bp, 主要长度分布在500bp左右

5) circRNA 大部分存在于细胞质中，但少部分内含子来源的circRNA则存在于细胞核内。circRNA含量具有的组织、时序和疾病特异性;四川湍蛙

6) circRNA具有高度保守性

图2. 环状RNA 的生物学特性[2,3,4]

二、

环状RNA的生物学功能

图3. circRNA生物学功能。A. circRNA作为ceRNA竞争性结合miRNA；B.circRNA结合RN

A结合蛋白（RBP）以形成RNA-蛋白复合物（RPC），调控线性亲本基因的转录；C.编码功能，circRNA具有内部核糖体进入位点（IRES），能合成多肽[5]。

环状RNA参考文献：

[1] Qu S, Yang X, Li X, Wang J, Gao Y, Shang R, Sun W, Dou K, Li H. Circular RNA: A new star of noncoding RNAs. Cancer Lett. 2015, 365(2):141-8.

[2] Li J, Yang J, Zhou P, et al. Circular RNAs in cancer: novel insights into origins, properties, functions and implications[J]. American journal of cancer research, 2015, 5(2): 472.

[3] Zhang X O, Wang H B, Zhang Y, et al. Complementary sequence-mediated exon circularization[J]. Cell, 2014, 159(1): 134-147.

[4] Li Z, Huang C, Bao C, et al. Exon-intron circular RNAs regulate transcription in the nucleus[J]. Nature structural & molecular biology新医学, 2015, 22(3): 256-264.

[5] Memczak S, Jens M, Elefsinioti A, et al. Circular RNAs are a large class of animal RNAs with regulatory potency[J]. Nature, 2013, 495(7441): 333.

技术支持部陈志文&叶子青供稿

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