国自然如此青睐的circle RNA，你知道该怎么研究吗？

下面的数据告诉你，国自然基金有多偏爱circle RNA。

2017年，国自然获批的项目中circRNA相关的项目高达176项，其中２项杰出青年基金，１项优秀青年基金，２项重点项目，94项面上项目，62项青年基金项目，15项地区科学基金项目。

不过，circRNA也不是一开始就这么火的。1976年，Sanger最早发现了circRNA，但由于技术的局限性和circRNA结构的特殊性，circRNA一直被认为是错误的剪接或间接过程中的副产物，在生命活动中不具有特殊的功能。

近年来随着RNA测序技术的发展，关于circRNA的研究才越来越多。尤其是2012年，Salzman等对circRNA进行了比较全面系统报道，circRNA才开始被重新认识并深入研究，然后迅速蹿红，成为研究者心中的“明星”。

话不多说，今天小编就来跟大家唠一唠circRNA到底是个啥，以及大家是如何研究它的？↓↓

circRNA是个啥？

环状RNA( circRNA)是一类经反向剪接后、由3'末端和5'末端共价结合形成的环状非编码RNA分子，广泛存在于多种生物细胞中，具有结构稳定、序列保守及细胞或组织特异性表达等特点。

circRNA有啥特征？

１. 特殊的可变剪接所产生的，大部分由外显子产生，少部分内含子来源，广泛的存在于细胞质中，少量内含子来源的位于细胞核当中

２. 不具有5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴，比线性RNA 稳定，不易被核酸外切酶RNase R降解。

３. 富含miRNA 结合位点，与相应microRNA 结合，起到海绵作用。

circRNA咋来的？

目前发现的circRNAs 根据来源可分为3 类：外显子来源的环状RNA，内含子来源的环状RNA和由外显子及内含子共同组成的环状RNA。

circRNA能干啥？

1.circRNA 最典型的一个作用机制是充当miRNA分子“海绵”，使miRNA无法与靶基因结合，进而调控靶基因的表达。

2.circRNA可以作为一种工具顺式调控疾病相关母系基因的转录，进而影响母系基因及其靶基因的表达，为相应疾病的治疗提供了一种新思路。

3.circRNA与蛋白质的相互作用。circRNA可与RNA结合蛋白结合，调节RNA结合蛋白或者RNA的胞内运输。

4.circRNA 参与蛋白翻译。最新研究发现，一直被认为是非编码RNA的circRNA也能编码多肽，并通过其行使功能。

别人怎么研究circRNA的？

１.circRNA与多种疾病密切相关，具有重要的研究价值，且稳定不易降解，所以其作为biomarker的研究是比较热门的。

２.circRNA与miRNA的相互作用关系是目前最常见的circRNA功能研究思路。

文献分析

上面说过circRNA作为miRNA分子“海绵”的研究最容易入手，那么大家都是怎么研究的呢？

高分文章套路好，小编就找了18年七月刚刚发表在Cell Research（IF=9.130）的一篇文章讲一讲高分文章里的清晰完整的circRNA－miRNA研究逻辑是怎么样的。

环状RNA和长非编码RNA作为调节真核生物中基因表达的有效miRNA海绵起作用。然而，功能性miRNA在胶质母细胞瘤（GBM）中的海绵仍然很大程度上未知。

研究者对GBM相关的非编码RNA进行了深入研究，发现 circNT5E能够作为miRNA-422a的海绵吸附体，抑制其活性，进而影响胶质母细胞瘤的肿瘤发生。

1. 筛选分子

作者收集３对临床GBM样本，进行高通量检测，对其中差异表达的RNA进行生物信息学分析，挑选了548个表达上调的circRNA/lncRNA进行进一步的研究。通过TargetScan预测，确定38个高潜在的miRNA-442a海绵吸附体，并利用生物素标记的miRNA pulldown实验，锁定了目标circRNA—hsa_circ_0077232 (circNT5E)。

一般情况下，高通量检测获得数据、进行生物信息学分析筛选出与差异性的circRNA，而后选择合适的验证方法验证其作用，像作者一样做到这里就能发1-3分的文章了，要想再提高分数，就要进行功能机制的研究了。

2. circNT5E介导的GBM表型研究

在确定目标后，就要研究一下circNT5E是不是会对GBM表型有影响，研究者使用FISH检测了正常，WHO I，WHO II，WHO III和WHO IV胶质瘤组织中的circNT5E。结果显示，随着临床分类的增加，circNT5E的表达水平显着增加（下图a-b）。

在配对的GBM肿瘤组织（n = 18）中进行的qRT-PCR测定显示肿瘤组织中circNT5E表达显着高于正常组织（下图c）。这些结果表明circNT5E在胶质瘤中起着致癌基因的作用，从而促使我们研究circNT5E的功能。而后检查细胞活力，增殖，凋亡，侵袭和迁移能力。

体内外实验表明，circNT5E不仅对GBM细胞的增殖、凋亡、迁移及侵袭有一定的影响，还能有效促进体内GBM肿瘤的形成。

3. circNT5E如何行使功能

确认过表型，是遇见对的circRNA～

研究者要对circNT5E在GBM中如何行使其功能进行研究。综合考虑生物素标记的miRNA pulldown实验结果，circNT5E的编码能力以及circNT5E大量稳定存在于GBM细胞质中的事实，研究者选择从ceRNA的角度来进行深入分析。

研究结果表明，circNT5E可直接结合miRNA-422a，作为其海绵吸附体影响下游靶基因的表达。

进一步实验表明，circNT5E能够通过与miRNA-422a的结合，解除miRNA-422对其下游靶基因的抑制作用，进而影响GBM细胞的增殖、凋亡、迁移及侵袭。

总结

1. 研究者利用高通量的方法筛选了GBM相关的非编码RNA，circNT5E可通过海绵状胶质母细胞瘤抑制因子miRNA发挥额外的调节功能。 这些结果为开发胶质母细胞瘤的新型治疗方法提供了意见。
2. 一个完整的分子研究的逻辑就是：确定研究疾病－筛分子－表型验证－机制研究，就像本片文章的作者那样。一般地，低分文章可只做其中的一部分研究，而高分文章为了完整论证自己的命题就要全都做，并且每一步的实验都要更严谨。
3. 篇幅所限，在文章讲解上写的比较简短（文末点击阅读原文可以查看本篇文献），实际上本篇9分文章做了大量的表型及功能实验，而这也是比较常见的。一般来说，由于circRNA作为miRNA海绵的研究比较常见，因此要有非常严谨的研究，非常完整的论证（这通常意味着大量的实验）才能发高分。
4. 目前，研究circRNA都离不开高通量检测。按照circRNA联合miRNA研究的经典思路：“高通量筛选-表达差异验证-细胞功能验证及动物实验-circRNA与miRNA调控关系验证-ceRNA机制验证”发非高分文章还是比较轻松的。

拓展阅读

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