circRNA与大脑功能

生物学家们几十年前就知道存在一种不寻常的分子，环状RNA（circRNA）。在生物信息学、生化分析和深度测序的帮助下，研究者们对这些神秘分子有了空前的认识。最近的一些研究，为人们揭示了circRNA在神经系统中的惊人丰度和潜在功能。

　　生物学家们几十年前就知道存在一种不寻常的分子，环状RNA（circRNA）。与线性RNA相比，circRNA受到的关注比较少，也比较难于研究。举例来说，circRNA很难与其它RNA区分开，扩增或片段化会破坏RNA环，而且早期RNA测序的分析算法会过滤掉circRNA的标志性序列。因为技术和方法学问题，circRNA一直被视为是罕见的剪切错误。“过去，人们大多把circRNA看作是奇怪的现象，”希伯来大学的Sebastian Kadener说。“随着二代测序的发展，最近四五年人们发现这些分子其实是非常普遍的。这一全新领域在很短时间内得到了飞速发展。”在生物信息学、生化分析和深度测序的帮助下，研究者们对这些神秘分子有了空前的认识。Molecular Cell和Nature Neuroscience最近发表了两项研究，为人们揭示了circRNA在神经系统中的惊人丰度和潜在功能。研究显示，哺乳动物大脑高度表达数千种保守的circRNA，这些circRNA在突触中尤其丰富。突触是神经元之间的连接，其中的circRNA可能在学习和记忆过程中起作用。斯坦福大学的Julia Salzman和同事前不久在Genome Biology上发表文章，展示了一种提高circRNA检测灵敏度和特异性的新算法。他们用这一工具研究了人类胎儿的大脑发育，鉴定了circRNA高表达的大脑区域，比如额叶皮层。这项研究说明，circRNA很可能在人类发育中起到了很大的作用。“理解环状RNA在大脑或其他器官中的功能，将是生物学的重大进步，”Salzman说。

circRNA与大脑功能1991年，人们发现一个基因会产生异常剪切的转录本。这项研究首次揭示了新型RNA产物——环状RNA。很多年过去了，人们依然没有阐明任何环状RNA的具体功能。近年来越来越多的证据表明，circRNA的确具有重要的生物学意义，而且它们的功能不同于线性RNA。已知circRNA存在于多种生物体内（从古生菌、酵母到小鼠和人类），这些分子比线性RNA稳定得多，具有复杂的结构和特异性的表达模式。有研究者发现，一些circRNA相当于是miRNA海绵，将miRNA隔离起来，避免它们与目标mRNA互作。值得注意的是，circRNA可能对大脑功能很重要。比如说，一种名为CDR1的哺乳动物circRNA在神经元中含量很高，神经元基因经常产生circRNA转录本，在衰老过程中circRNA会在果蝇大脑中累积。不过人们没能全面了解哺乳动物大脑中的circRNA。为了填补这一空白，Kadener及其同事决定在神经组织中系统的鉴定和分析circRNA。他们在哺乳动物大脑中发现了数千种含量丰富的circRNA，它们的序列和表达模式在不同物种之间很保守。研究还表明，circRNA在突触里高度富集，当神经元分化时会出现普遍上调，其表达动态不同于它们的线状异构体。本文转载自生物通