環狀RNA的生物起源、性質、功能和治療潛力

　　環狀rna (Circular RNAs, circRNAs)是一種新興的rna家族成員，由于其在細胞生理和疾病進展中的新功能作用，在研究中獲得了重要地位。環狀rna廣泛地存在于細胞中，并顯示出組織特異性表達和發育特異性表達。環狀rna的特點是結構穩定、保守和細胞內的高豐度。

　　在本文中，作者討論了生物發生的不同模式。circrna的定位、結構和保守模式、穩定性和表達特異性等特性也被闡明。此外，作者還討論了circrna的生物學功能，如microRNA (miRNA)海綿吞噬、細胞周期調節、細胞間通訊、轉錄調節、翻譯調節、疾病診斷和治療潛力。這篇綜述提供了對circrna潛在的診斷標記物和治療潛力的理解，circrna每天都在出現。

　　環狀rna (Circular RNAs, circRNAs)是rna家族中一個神秘而令人興奮的成員，近年來開始得到人們的認可。環狀rna的研究進展迅速。這些分子是共價封閉的單鏈轉錄本，由前體mRNA (premRNA)通過反向剪接過程生成，也稱為選擇性剪接。在這個非典型過程中，一個剪接供體位點(下游50個剪接位點)與上游區域(上游30個剪接位點)共價連接。此前，circrna被認為是不尋常剪接的副產品，沒有功能或微小的功能活動。然而，隨著高通量RNA測序(RNA-seq)和環狀RNA特異性計算生物學領域的快速發展，真核生物中出現了大量環狀RNA，人們對其功能進行了探索。在真核生物中發現的環狀rna存在于不同的后生動物中，即真菌、蠕蟲、魚類、昆蟲、哺乳動物和植物。

　　雖然circRNA是單鏈RNA，但它不同于線性RNA，因為它是共價封閉的，這賦予了circRNA一些迷人的特性，如親代基因調控、蛋白質復合體支架、microRNA (miRNA)海綿效應和RNA-蛋白質相互作用。盡管沒有聚腺苷酸化 (poly(A)) 和 caps，但通常 circRNA 可以定位于細胞質，因此這可能是它們獨特的功能能力的原因。

　　然而，通過前mrna外顯子的反向剪接，很難通過聚腺苷化RNA-seq等實驗來定位或注釋。因此，在整個RNA池中，環狀RNA仍然未被消化，而其他RNA則通過RNase R被消化;所以它有助于方便地訪問這些環狀rna分子，下一代RNA-seq，然后進行具體的計算研究。

　　需要指出的是，在幾個circRNA亞型中，有四個主要的circRNA亞型。其中包括由單個或多個外顯子衍生的外顯子環狀rna (exonic circRNAs, ecircRNAs)，以及內含子rna。另一種環狀rna是前trna內含子環狀rna，它是通過剪接前trna內含子而產生的。外顯子-內含子環狀rna的產生是為了保留內部內含子。環狀內含子rna (ciRNAs)的產生是在典型剪接過程中產生的，這是由于內含子套索脫分支失敗而產生的。ciRNAs和內含子-外顯子環狀rna通過與snRNP(小核核糖核蛋白)相互作用，在細胞核中執行祖先基因的轉錄。

　　不同的環狀rna與不同的疾病相關

　　通過設計獨特的現代工具，如環狀rna的生物信息學工具，可以研究更多的功能特性，其中環狀rna的可能靶標識別和與可能靶標的相互作用可以非常有效地被研究。然而，需要許多具有不同算法的生物信息學工具來有效檢測環狀rna及其結構和相互作用。此外，能夠確定特定細胞類型(特別是單個細胞)中空間和時間上的基因表達模式的策略，對于理解環狀rna的生物學功能更為現實。此外，在不久的將來，需要開發新的、快速的全基因組環狀rna測序技術來注釋環狀rna的作用和生物學功能。

　　另一個有趣的事實是 circRNA 的二級結構可能會影響 miRNA 海綿化能力。然而，miRNA海綿化還需要更詳細的研究。發育生物學中的環狀rna應該作為另一個研究領域進行探索。除了這方面的探索，還需要在許多領域進行研究，以驗證環狀rna在植物和動物系統中的活動和調控。然而，CRISPR-Cas9技術等***的方法將有助于更深入的研究，并有助于解決不同的研究問題。