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circRNA研究(环状RNA)
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品牌
研载生物
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全国
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circRNA研究(环状RNA)
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产地:全国; 品牌:研载生物
研载生物科技(上海)有限公司
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产品描述
环状
RNA( circular RNA
,
circRNA)
环状RNA( circular RNA,circRNA) 是一种特殊的选择性剪切产生且在真核细胞中广泛表达的环形内源性非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA) ,是继微小RNA (microRNA,miRNA) 及长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA) 后的RNA 家族又一研究新热点。circRNA 包括外显子构成的内源性RNA 分子和内含子来源的RNA 分子。circRNA 目前已经被证明广泛存在多种真核生物体中,目前常在果蝇、鼠、海马鱼及人类细胞及组织中。
特点:
· 存在范围广泛,在真核生物体、病毒、类病毒以及古生菌中均发现存在circRNA,在真核生物体中,大部分circRNA 存在于胞浆中,易跨膜,少数存在于细胞核内.
· 具有高表达性以及组织特异性,在不同的组织中,circRNA 的表达情况不同,且具有生长阶段表达差异性.
· 相对于线性结构,circRNA 不含有poly A尾巴,不易被核酸外切酶裂解,在生物体中更加稳定地存在.
· 外显子来源的circRNA 具有与对应的线性RNA 相同的转录序列,但不翻译成蛋白,为非编码RNA.
· 具有高度物种保守性;
· 一些circRNA 能结合miRNA,并与miRNA 相互作用,同时在转录水平或转录后水平发挥着重要的调控作用.
功能:
1.circRNA
的遗传多样性
circRNAs
表达丰度低,起初认为是
RNA
转录剪切的副产物而不被重视,直到
2010
年才有少量的
circRNA
发现。随着高通量测序技术和计算分析的发展,从古细菌到人中发现了成千上万的
circRNA
,其中有些
circRNA
的表达丰度是其对应线性
RNA
的
10
倍以上。下表是zuixin鉴定的人
circRNAs
。
2.circRNA
的生物合成
研究表明,
circRNAs
的形成不同于线性
RNA
的标准剪切模式,是通过
backsplicing
方式剪切而来。现有的
circRNA
形成模型主要由以下几种:
(
1
)“
lariat-driven circularization
”或者“
exon skipping
”;
(
2
)“
intron-pairing-driven circularization
”或者“
direct backsplicing
”;
(
3
)环状内含子
RNA(ciRNAs)
形成模式;
(
4
)依赖于
RBPs
环化模式;
(
5
)类似于可变剪切的可变环化模式;
3.circRNAs
的分子特性
(
1
)
circRNAs
由于是封闭环状结构,所以没有
5
’
-3
’的极性,也没有
polyA
尾巴。因此,比线性
RNA
稳定,不容易被
RNA
核酸外切酶或者
RNase R
降解。在健康人的唾液细胞里发现了
400
种以上的
circRNAs
。
(
2
)
circRNAs
表达丰度差异大,在某些情况下,环状分子是其对应线性
mRNA
表达丰度的
10
倍以上。
(
3
)
circRNAs
大部分有外显子组成,主要存在于细胞质中,可能有
miRNA
结合的原件(
MREs
)。一些含有保留内含子区域的
circRNA
定位在真核生物的细胞核,可能调控了基因的表达。
(
4
)
circRNAs
通常是组织特异性和发育不同阶段特异性的。比如,
has_circRNA_2149
只在
CD19+
白细胞而不是
CD34+
白细胞,中性粒细胞或者
HEK293
中表达。一些线虫
circRNAs
在卵母细胞中表达,在
1-
或者
2-
细胞胚胎中不表达。
(
5
)绝大部分的
circRNAs
是内源非编码
RNAs
,只有一小部分是外源的
circRNAs
,如
HDV
,含有核糖体进入位点(
IRESs
)的人工
circRNAs
。
(
6
)不同物种间的
circRNAs
大部分是进化保守的,也有部分是进化不保守的。总的来说,
circRNAs
的这些特性决定了他们在转录和转录后的重要作用,也暗示着其可能作为疾病诊断的理想
biomarker
。
4.circRNA
的生物学功能
(
1
)
cicrRNAs
作为内源
mRNA
的竞争者,是
miRNA
的海绵吸附体
内源竞争性
RNAs(ceRNAs)
包括
mRNAs
,假基因,
lncRNA
,可以竞争性结合
miRNA
。因此,
ceRNAs
的存在影响
miRNAs
的功能活性。最近的研究表明
circRNAs
可作为
miRNA
的海绵吸附体,也是
ceRNAs
分子之一。比如,
ciRS-7/CDR1as
和
Sry
可以结合
miRNAs
而不被降解,可能是潜在的
ceRNA
分子。
Li
等人发现具有跨越
E3
泛素化蛋白连接酶(
ITCH
)多个外显子区形成的
cir-ITCH
具有
miR-7,miR-17
和
miR-214
的吸附能力。
(
2
)
circRNAs
调控可变剪切或转录过程
circMbl
是由剪切因子
MBL
的第二个外显子环化而来,竞争
mRNA
的线性剪切。
CircMbl
的侧翼外显子和自身序列包含
MBL
特异性结合的位点。
MBL
的表达水平受到
circMbl
的调控影响。研究表明,
MBL
通过调整
circRNA
形成和线性可变剪切之间的平衡来影响可变剪切过程。
formin
(
Fmn
)基因可以通过
backsplicing
形成
circRNA
。该
circRNA
包含翻译起始位点作为“
mRNA trap
”,形成一个非编码线性转录本而减少
Fmn
蛋白的表达。
(
3
)
circRNA
调控亲本基因的表达
ciRNAs
的形成依赖于侧翼
RNA
元件。侧翼
RNA
元件可能对内含子脱支成套非常重要。研究发现一些
ciRNAs
定位在细胞核中,可以与
Pol
Ⅱ结合通过
cis
作用模式调控宿主的转录活性。研究发现一类叫做
EIciRNA
的环状
RNA
与
RNA Pol
Ⅱ关系密切。比如
circEIF3J
和
circPAIP2
,定位在细胞核,与
U1
小核核糖核蛋白(
snRNPs
)结合,通过
cis-acting
模式增强亲本基因的转录。
另外, 有一小部分
circRNAs
是可以翻译的。研究发现人工合成的在起始位点上游插
IRES
的
circRNAs
可以翻译蛋白。
Perriman
和
Ares
在大肠杆菌中构建了一个包含
GFP
序列的环状
mRNA
是可以表达
GFP
的。有趣的是,只有一个天然的
circRNA
发现是可以翻译蛋白的
--HDV
,他是乙肝病毒
HBV
的一个亚型。
除了以上发现的功能,研究人员推测了
circRNA
的另外一些新的功能,比如可以作为
RBP
的海绵吸附体,直接与靶基因结合,直接作为模板翻译。
5.circRNA
与疾病发生中的作用
近期的研究表明
circRNA
在疾病发生的起始和发展阶段发挥重要作用,因此可以作为潜在的
biomarkers
。比如,
HEK293
细胞中
ciRS-7/CDR1 as
的表达受到朊病毒蛋白
PrPC
过表达的诱导,因此,
CDR1 as
可能在朊病毒疾病中起作用。
CDR1as
在脑中大量表达,同时包含有与
miR-7
结合的
60
个碱基结合位点。而
miR-7
又是与多种疾病和通路相关。现已证实
CDR1as
参与了
Parkin disease, Alzheimer
’
s disease
和脑发育。同时,
miR-7
有致癌和抑制肿瘤的特性,
CDR1as/miR-7
很有可能与肿瘤的发生和发展密切相关。
研究发现
cANRIL
是一个从
INK4A0ARF
反义转录本,
cANRIL
的表达可能与
INK4/ARF
的转录和心血管硬化疾病风险相关。另外,研究人员发现
has_circ_002059
在胃癌中表达下调,是一个潜在的胃癌诊断的
biomarker
。
由此可见,
cicrRNA
与疾病的发生密切相关,是未来疾病诊断和治疗的潜在靶点。
研载生物能做的服务
:
1.
差异表达筛选
通过
RNA-seq
测序等方法对
样本
进行
circRNA
表达谱分析。
2. 基因检测
(
1
)
cicRNA qPCR
引物设计合成
(
2
)
circRNA验证及qPCR
检测。
3. 细胞功能实验
(1)circRNA
过表达
(2)circRNA
干扰
(3)circRNA
荧光素酶报告检测
4. CircRNA FISH
检测
5. circRNA
慢病毒包装
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