5月4日，中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）陳玲玲研究員受邀在Nature Reviews Molecular Cell Biology發(fā)表了題為“The expanding regulatory mechanisms and cellular functions of circular RNAs”的綜述論文。該文系統(tǒng)總結(jié)了外顯子反向剪接環(huán)形RNA的生成加工、降解調(diào)控機(jī)制及其潛在生物學(xué)功能的最新進(jìn)展，并深入討論了環(huán)形RNA在調(diào)控免疫反應(yīng)和細(xì)胞增殖方面的研究進(jìn)展，進(jìn)而提出了環(huán)形RNA應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的新思路。

 

        外顯子反向剪接來源的環(huán)形RNA是一類不具有5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴、卻以共價(jià)鍵形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA分子。環(huán)形RNA雖然在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中普遍表達(dá)，但是由于與同源線形RNA一級(jí)序列高度相似，且形成特殊的閉合環(huán)形結(jié)構(gòu)，其生成加工和功能等相關(guān)研究充滿挑戰(zhàn)。近年來，隨著轉(zhuǎn)錄組測序新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用、以及相應(yīng)計(jì)算生物學(xué)分析流程的不斷優(yōu)化，科學(xué)家在真核生物中發(fā)現(xiàn)了多達(dá)幾十萬條的外顯子反向剪接環(huán)形RNA。陳玲玲研究員最新發(fā)表在Nature Reviews Molecular Cell Biology上的環(huán)形RNA相關(guān)特邀綜述論文，是在2016年總結(jié)環(huán)形RNA進(jìn)展的基礎(chǔ)上（Chen LL，Nat Rev Mol Cell Biol, 2016），再次系統(tǒng)性地總結(jié)和梳理了近年來環(huán)形RNA的生成加工、降解調(diào)控機(jī)制以及生物學(xué)功能等最新研究。首先，外顯子反向剪接環(huán)形RNA的生成加工受到多個(gè)水平上嚴(yán)格的調(diào)控，例如轉(zhuǎn)錄水平、同源線性RNA的剪接過程、剪接復(fù)合體的構(gòu)成、順式作用元件和/或反式作用因子調(diào)控等。同時(shí),環(huán)形RNA的出核機(jī)制以及降解機(jī)制也和其同源線性RNA不同，更為重要的是，盡管大部分環(huán)形RNA的功能不詳，越來越多的研究揭示了一些環(huán)形RNA可以通過不同的分子機(jī)制參與到細(xì)胞或個(gè)體正常的生命活動(dòng)中，包括miRNA和蛋白質(zhì)的分子海綿、影響RNA轉(zhuǎn)錄、干擾RNA前體的正常剪接，能夠作為模版進(jìn)行翻譯，甚至參與到與免疫相關(guān)以及細(xì)胞增殖相關(guān)的過程中。環(huán)形RNA生成和功能調(diào)控的研究，能夠促進(jìn)環(huán)形RNA在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。此外，也提出了環(huán)形RNA應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的新思路。

 

        陳玲玲研究組長期從事長非編碼RNA生物學(xué)研究，近年來通過建立非poly(A)轉(zhuǎn)錄組測序體系(Genome Biol, 2011)，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)一系列新RNA分子家族，并揭示其生成加工機(jī)制及生物學(xué)功能(http://www.chenlab-ncrna.com/index)，其中包括sno-lncRNA (Mol Cell,2012; NAR, 2015; Mol Cell, 2016; Cell, 2017)，內(nèi)含子來源環(huán)形RNA (Mol Cell, 2013)及外顯子反向剪接環(huán)形RNA (Cell, 2014)。近期，陳玲玲研究組發(fā)現(xiàn)環(huán)形RNA在天然免疫中發(fā)揮重要功能,為炎癥性自身免疫病的發(fā)病機(jī)制及未來的干預(yù)治療提出了新的思路(Mol Cell, 2017; Cell, 2019)。相關(guān)研究積極推動(dòng)了長非編碼RNA和環(huán)形RNA研究領(lǐng)域的發(fā)展。

 

        該項(xiàng)工作得到了來自中科院、科技部和基金委的經(jīng)費(fèi)支持。