环状RNA/DNA研究新进展!

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doi：10.1371/journal.pgen.1008469

从指甲到眉毛，基因组是机体所有部分的“总体规划”，但并不仅仅是蓝图决定建造什么，所有根据蓝图绘制指令的细胞成员都会在设计中加入自己的解释，而如今研究人员在不断发现新的成员；近日，一项刊登在国际杂志PLoS Genetics上的研究报告中，来自托马斯杰斐逊大学等机构的科学家们通过研究利用他们所开发的一种新型工具在细胞中发现了大量新的RNA亚型分子，其或许在机体衰老过程中扮演着关键角色。

研究者Yohei Kirino教授表示，目前很多研究都重点聚焦于microRNA分子，microRNA分子非常强大，因为其能沉默信使RNA分子的表达，从本质上转移由基因组所编码的特殊细胞元件的产生，这样研究人员就能用已经建立的方法来对其进行研究，然而研究者还想知道很难捕获的短链RNA到底在细胞中扮演着怎样的角色，于是本文中他们就对这一领域进行了研究。

图片来源：Sihan Wu et al，Nature，2019；doi：10.1038/s41586-019-1763-5

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doi：10.1126/science.1241328

近日，一项刊登在国际杂志Nature上题为“Circular ecDNA promotes accessible chromatin and high oncogene expression”的研究报告中[1]，来自美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校路德维希癌症研究所等机构的科学家们通过研究首次解析了肿瘤染色体外DNA（ecDNA，extrachromosomal DNA）的结构和功能；此前，研究人员通过研究发现，中大量扩增的原癌基因其实是以ecDNA的形式存在的，但研究者对于ecDNA的结构及其对基因调节的效应的理解却非常有限。

这项研究中，研究人员发现，在人类肿瘤细胞中存在大量环状的ecDNA，其能够改变癌症相关癌基因的表达模式，促进癌细胞的恶性行为，并且在快速进化和抵御威胁（比如化疗、放疗和其它疗法）中扮演着非常关键的角色；基于此前研究结果，本文中，研究人员得出了以下研究发现：1）ecDNA是环状的；2）ecDNA能驱动大量癌基因进行表达；3）ecDNA包括高度开放的染色质；4）ecDNA能促进超远距离的染色质相互作用。

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doi：10.1038/s41467-019-11777-7

尽管部分RNA具有编码蛋白质的能力，但大多数RNA并不参与蛋白质的翻译过程。在这些中，有最近发现的环状RNA，因其不寻常的环状结构而被命名（大多数其他RNA是线性的）。

与其他一样，环状RNA也被认为是无功能的，但最近的证据表明并非如此。环状RNA实际上可以像海绵一样“吸收”或结合其他分子，包括microRNA和蛋白质，最近，这一观点得到了坦普尔大学Lewis Katz医学院相关研究的证实。研究者们首次发现，由环状RNA其具有吸收有害分子的能力，因此其在心脏病发作后的组织修复中起着至关重要的作用。研究者发现，小鼠心脏病发作后，将环状RNA circFndc3b、添加到受伤的心脏中，可增强心脏修复并帮助恢复心脏功能，研究者将circFndc3b的这些作用归因于其像海绵一样起作用的能力，它能够结合一种称为FUS的蛋白，该蛋白介导细胞死亡并减少血管生长，从而阻碍心脏组织的修复。

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doi：10.1016/j.cell.2019.03.046

在真核生物中，共价闭合的环状RNA（circular RNA， circRNA）是由前体mRNA反向剪接数千个基因的外显子产生的。它们通常低水平表达，并经常表现出细胞类型特异性和组织特异性模式。鉴于circRNA的环状构象与线性mRNA对应物的序列重叠，对它们（特别是它们的功能）的研究充满挑战性。

在一项新的研究中，来自中国科学院和上海交通大学的研究人员发现大多数被研究的circRNA倾向于在分子内形成长16～26bp的不完美的RNA双链体（dsRNA）。此外，circRNA优先结合dsRNA激活的蛋白激酶（PKR），并且起着PKR抑制剂的作用，相关研究结果发表在Cell期刊上；这项研究还发现circRNA表达失调和PKR激活与一种称为系统性（systemic lupus erythematosus， SLE）的疾病有关。

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doi：10.1016/j.cell.2018.12.021

随着新技术允许科学家们深入研究基因组和外显子组，一类新的称为环状RNA（circular RNA， circRNA）的RNA可能发挥着一种有趣的作用。在一项新的研究中，来自美国密歇根大学的研究人员对多种癌症中的circRNA进行了编目，并进行了初步研究，表明这些稳定的结构可能作为血液或尿液中的癌症，相关研究结果发表在Cell期刊上。