• 2013年Rajewsky教授曾在Nature上发表文章指出，circRNA具有microRNA海绵的作用，可以结合并抑制microRNA的活性， 进而调控microRNA靶标发挥作用。atural RNA circles function as efficient microRNA sponges.NatureYear published:(2013)DOI:doi:10.1038/nature11993 • 2013年9月12日中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲组与计算生物所杨力组合作，在 《Molecular Cell》（IF:14.08）上发表 Circular Intronic Long Noncoding RNAs ；构成、细胞定位、成环机制、功能机理 • 2015年2月的《Nature Structural & Molecular Biology》（IF:13.30）中国科学技术大学单革实验室报导了其发现的一类新 型非编码RNA以及此类非编码RNA的功能机理 Exon-intron circular RNAs regulate transcription in the nucleus
进入位点 （ internal ribosome entry site,IRES） ,两者都是可以被翻译的. 丁型肝炎病毒（ hepatitis D virus,HDV） 的核心包含有单股负链共价闭合 circRNA 分子，它编码的相 关蛋白 HDV 抗原（ hepatitis D virus antigen,HDAg） 在疾病发展中起到了重要的作用. 另外，研究者发现，人骨肉瘤细胞 U2OS 中，circRNA 具有翻译功能，尽管其翻译效率非常低. 但是， 随着越来越多核糖体分析数据的获得，circRNA 在其它细胞类型或物种中是否能被翻译是一个值得深入研 究的课题
• 2017年3月以来Cell Research、Molecular Cell等杂志接连报道了3篇内源性circRNA可以翻译蛋白质的研究,但对翻译的新蛋 白生物学功能和分子调控机制仍不清楚。
CirlRNA文章典型案例分析
2017年8月29日，中山大学附属第一医院神经外
科张弩副教授团队在国际顶级学术期刊美国国家癌症 研究所杂志JNCI（Journal of the National Cancer Institute，IF2016 = 12.589）发表题为“Novel Role of FBXW7 Circular RNA in Repressing Glioma Tumorigenesis” 的论文，在国际上首次证实circ-FBXW7可以翻译一种 抑制胶质瘤的全新蛋白质，并用功能学实验证明了新 蛋白的分子机制，在肿瘤circRNA研究中具有里程碑意 义！
综合以上特点，作者将研究目标锁定为circ-FBXW7，是整篇文章 的基石
CircRNA文章典型案例分析
对find circ、MapSplice、CIRCexplorer、circRNA finder和 CIRI 五个软件进行了对比，找出了各个软件的优劣。
对find circ、MapSplice、CIRCexplorer、 circRNA finder和CIRI 五个软件进行了对 比，找出了各个软件的优劣。
重点关注以下三点： 1、如何筛选和确定目标circRNA分子？ 2、如何推测和证实circRNA翻译蛋白质？ 3、如何研究cir据后，首先将会对其进行过滤，得到HQ Clean Reads。 每个样品的 HQ Clean Reads利用Botiwe2和TopHat分别与核糖体序列和 参考基因组比对，从比对结果中提取Unmapped Reads，然后截取每 一条Unmapped Reads的两端（默认20bp），得到Anchors Reads。 用Anchors Reads再一次比对到基因组上，将得到的比对结果提交 给find_circ软件鉴定出环状RNA。 比对和筛选结果： 总共发现了31145个circRNAs，其中6442个已经收录在circbase数据 库中。大多数circRNAs（18399个）来源与外显子区域，其它来源 于内含子，5’-UTR, 3’-UTR区域或者antisense sequences。绝大 多数circRNAs的长度小于1500bp，其中小于500bp的数量最多。癌 和癌旁中circRNAs的染色体分布没有明显差异，但是癌组织中 circRNA整体表达丰度低于正常组
• 2012年第一篇环状RNA文章（Salzman，2012）发表，Salzman通过RNA-Seq方法首次报道了80个环状RNA。至此借助于 高通量测序技术，环状RNA(circular RNA)验明正身进入科研视界，送出了来自这一环状宇宙的第一份信函
• Jeck 等在人类成纤维细胞中检测出了高达 25000 多种的circRNA；而Memczak等通过RNA-seq 数据结合人白细胞数据库 鉴定出 1950种人类circRNA、1903种小鼠circRNA (其中81种与人类circRNA相同) 和724种线虫circRNA Circular RNAs are a large class of animal RNAs with regulatory potency.Nature.Year published:(2013)DOI:doi:10.1038/nature11928
CircRNA 研究进展分享
分享人：滕飞 部门：癌症业务线-转录组
目录
• CircRNA 介绍 • CircRNA 研究进展
• CircRNA文章典型案例分析
• CircRNA目前生物信息分析流程比较 • CircRNA 未来研究方向预测
1979年洛克菲勒大学的Hsu和Coca-Prados 在电子显微镜下观察到的真核细胞细胞质中观测 到环状RNA的存在
研究思路
重点关注以下三点： 1、如何筛选和确定目标circRNA分子？ 2、如何推测和证实circRNA翻译蛋白质？ 3、如何研究circRNA翻译蛋白质的生物学机制？ 生物信息学方法： 首先，通过上述circRNA深度测序及生物信息学分析挖掘edgeR ， 发现了一些在脑组织以及癌旁组织中有明显表达差异的circRNAs。 其次，作者关注了著名的抑癌基因FBXW7基因的第3、4外显子环 化后形成一个620 nt的环状RNA，并命名为circ-FBXW7。 最后，作者根据circRNADb在线数据库检索了一下，发现此数据库 收录了FBXW7基因对应的一个circRNA跨越基因组长度1227bp的分 子，剪接的成熟体circRNA是620nt，有一段编码 185 个氨基酸 （amino acid，aa）的开放读码框，在物种间高度保守，暗示着 circ-FBXW7可能具备蛋白编码的潜能。 研究思路
• 德国Max Delbrück分子医学中心Cell子刊发布环状RNA的表达图谱为人们提供了一个哺乳动物大脑的circRNA表达图谱， 证明circRNA在大脑中起到了重要的作用，具有成为生物学指标的价值Circular RNAs in the Mammalian Brain Are Highly Abundant, Conserved, and Dynamically Expresse
• 功能：海绵作用
miRNA海绵作用（miRNA sponge）：结合并封闭miRNA的调控作用，从而使其靶基因表达增强。
海绵作用来源
• 功能：编码蛋白质
大多数 circRNA 存在于胞质中,提示它们可以被装载到核糖体而被翻译成多肽。 与许多没有 5'帽和 3'
多聚（ A） 尾的线性 mRNA 相似，circRNA 也缺乏有效的翻译起始结构，但是一旦启动了一个内部核糖体
CircRNA 研究进展
• 哈佛医学院 Salmena 等于 2011 年 7 月提出了着名的 ceRNA 调控假说。 该假说认为： ceRNA 的生物 学 功 能 是 通 过 miRNA 应 答 元 件 （ miRNAresponse element,MRE） 完成的，ceRNA 具有数量和种类不等的 MRE,可以竞争性地结合 miRNA,降低miRNA 对其靶标的抑制作用，也就是 miRNA 的海绵作用。
相关文献： 1. Xiao-Ou Zhang,Hai-Bin Wang,and Zhang,Xuhua Lu,LingLing Chen,and Li Yang Complementary SequenceMediated Exon Circularization 2.Zhang, X.O., Dong, R., Zhang, Y., Zhang, J.L., Luo, Z., Zhang, J., Chen, L.L., and Yang, L. (2016). Diverse alternative backsplicing and alternative splicing landscape of circular RNAs. Genome Res. CIRCpedia网址：/rnomics/circpedia
2. CIRCexplorer 这款工具是在2014年随着 Complementary Sequence-Mediated Exon Circularization 的发布而问世，被誉为2014年RNA测 序领域最值得一读的文章之一！2016年新版本CIRCexplorer2 设计原理：CIRCexplorer这个工具巧妙的用fusion gene这个思路去检测circRNA。
CircRNA
circRNAs（Circular RNAs，环形RNA分子）是一类不具有5' 末端帽子和3' 末端poly(A)尾巴、并以共价键形成环形结构的非编码RNA分子
circRNA 具体特征：
(1)circRNA由特殊的可变剪切产生，大量存在于真核细胞的细胞 质中，但少部分内含子来源的circRNA则存在于核酸内，具有一 定的组织、时序和疾病特异性; (2)广泛存在于人体细胞中，有时甚至超过它们线性异构体的10倍 之多; (3)与传统的线型RNA(linear RNA，含5＇和3＇末端)不同，circRNA 分子呈封闭环状结构，不易被核酸外切酶RNaseR降解，比线性 RNA更稳定; (4)具有高度保守性，部分具有快速的进化性改变; (5)大多数来源于外显子，少部分由内含子直接环化形成; (6)部分circRNA分子含miRNA应答元件(miRNAresponse element， MRE)，可充当竞争性内源RNA(competing endogenousRNA， ceRNA)，与miRNA结合，在细胞中起到miRNA海绵的作用，进而 解除miRNA对其靶基因的抑制作用，上调靶基因的表达水平; (7)可以翻译成蛋白质，但大部分是非编码RNA。