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撰文丨王聪
剪辑丨王多鱼
排版丨水成文
环状 RNA(circRNA,也叫作念环形 RNA),频频由外显子反向剪接而来,在细胞中叶俗存在。近期的盘问标明,circRNA 的生成受顺式元件和反式因子的调控,况兼还与线性 RNA 的造成存在竞争。尽管总体抒发水平较低,但其中一部分相对高品貌的 circRNA 简略以私有的作用方法参与基因抒发调控,为 circRNA 的生物学功能提供了新视力。
circRNA 的反向剪接纪律低下,导致其频频抒发水平较低。但细胞中一部分 circRNA 的抒发水平可能高于其对应的线性 RNA,这可能是由于 circRNA 的共价闭合特质使其简略抵触核酸外切酶的降解。因此,一些 circRNA 在分裂速率较慢的细胞(举例神经元)中简略积贮到较高水平。
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鉴于 RNA 的最终抒发水平是其生成与降解之间的均衡,因此,细胞中势必存在监测 circRNA 水平以促使其降解的机制,从而堤防其荒谬积贮。
2025 年 2 月 17 日, 中国科学院分子细胞科学稀奇革命中心陈玲玲团队复旦大学生物医学盘问院杨力团队互助,在 Cell 子刊Molecular Cell上发表了题为:Degradation of circular RNA by the ribonuclease DIS3 的盘问论文。
该盘问发现了一种在平日条目下对 circRNA 进行降解的 核酸内切酶——DIS3,并理解了其作用机制,这一发现为体外合成逍遥性可控的 circRNA 奠定了基础。
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由真核生物的外显子反向剪接产生的 circRNA 的特征使其简略抵触线性 RNA 降解机制的降解。 到目 前为止,咱们关于 circRNA 降解的清爽仍然有限。
2019 年 5 月,陈玲玲团队在Cell期刊发表论文【2】,迪士尼彩乐园该盘问发现,病毒感染后,circRNA 会被活化的内切核酸酶 RNase L 全局降解。与此一致的是,在病理生理条目下,包括患有本身免疫性疾病系统性红斑狼疮(SLE)的患者以及患有慢性炎症性皮肤病的患者中,circRNA 的抒发水平缩短。
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此外,还有盘问自满,在平日条目下,也有一小部分 circRNA 会被降解。
尽管已有上述这些盘问,但在平日条目下将 circRNA 看守在符合水平的更多量的降解道路,现在仍不涌现。
在这项新盘问中,盘问团队通过对 不同的核酸内切酶及辅因子进行敲低筛选,发 现核酸内切酶DIS3是 circRNA 降解的谨慎者。DIS3 的敲低会导致细胞中大部分(>60%)的 circRNA 抒发上调,且对其同源线性 RNA 影响甚微。
盘问团队进一步发现,这种由 DIS3 介导的 circRNA 降解在东说念主和小鼠中保守的,其对 circRNA 的降解发生在细胞质中,依赖于 DIS3 的内切核酸酶活性,但与其 RNA 外切体复合物无关。
序列富集分析标明,DIS3 倾向于降解含有U 富集基序(U-rich motifs) 的 circRNA。相应地,带有或不带有 U 富集基序的合成 circRNA 分辨阐扬出逍遥性的缩短或擢升。
该盘问的中枢发现:
DIS3 通过其内切核酸酶活性降解内源性 circRNA;
DIS3 介导的 circRNA 降解不依赖于其外切体复合物活性;
DIS3 优先降解含 U 富集基序(U-rich motifs)的 circRNA;
通过妥洽 U 富集基序,可蓄意出的具有不同盘活率的 circRNA。
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这些发现揭示了平日细胞景色下 DIS3 介导的全转录组水平 circRNA 降解的新道路,发现了 DIS3 不依赖于外切体复合体的全新功能,也为体外合成逍遥性可控的 circRNA 奠定垂危表面基础,有意于拓展其生物医学运用(举例蓄意出更逍遥、更长效的 circRNA 疫苗或者疗法)。
中国科学院分子细胞科学稀奇革命中心陶笑博士、中国科学院上海养分与健康盘问所博士盘问生翟想楠、中国科学院分子细胞科学稀奇革命中心刘楚霄副盘问员为该论文的共同第一作家,分子细胞科学稀奇革命中心陈玲玲盘问员为论文主要通信作家,复旦大学生物医学盘问院杨力盘问员为论文共同通信作家。
论文结合:
1. https://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(25)00046-2
2. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30347-2