视频号更新了一期环状RNA
CircRNA翻译蛋白的内容,今天我们说一下CircRNA这个方向在国自然申请中的情况。关于环状RNA(CircRNA)大家应该都不陌生了,虽然很多人了解CircRNA是因为miRNA和lncRNA角度,当然也有人是通过RNA的m6A修饰关注到CircRNA的(m6A修饰与CircRNA的翻译有关),不过现在CircRNA的研究已经进入了新的阶段——mRNA的环化。从这个角度来说,CircRNA的研究有些像外泌体:从一开始关注外泌体在细胞间交互中的角色与机制探索,再到现在工程化外泌体作为核酸药物等递送体系进行干预。
下面我就简单梳理一下CircRNA研究大致经历的几个阶段。
第一阶段:以ceRNA为主要作用机制研究
由于CircRNA可以作为miRNA Sponge吸附miRNA从而调控miRNA 靶基因的mRNA表达,所以这个ceRNA机制“流行”了很长一段时间。所以研究CircRNA作为miRNA sponge算是circRNA发挥作用“最经典”的机制了。不过后来情况大家都知道:以miRNA、lncRNA为方向+国内医院为单位的研究有大量撤稿,现在很多期刊编辑一看是“miRNA/lncRNA+国内医院为单位”的组合,下意识里就想拒稿,到现在还有很多文章在PubPeer上被质疑。
我看了一下最近被质疑miRNA的研究有一个比较通用的问题:很多研究的miRNA只在灵长类中才有,而在小鼠、大鼠这些平时大家用的比较多的模式物种里面根本就没有,所以文章大概率是有问题的,有很多文章在被质疑后很快就撤稿了。其实这个问题是很普遍的,原因在于没有考虑物种的保守性,我记得5、6年前看很多人的本子就经常出现这个问题:由于很多申请人关注的lncRNA是从动物模型中筛选出来的,还是在疾病模型中高表达并且已经验证了有功能,但是最后突然发现这个lncRNA居然在人里面不保守或者根本不表达,虽然从文章上来说还好,但是从基金申请来说临床意义一下就打折扣了,这样就有很多本子被毙掉。
第二阶段:以RNA结合蛋白RBP为主要作用机制的研究
除了miRNA外,RNA结合蛋白RBP是大家研究CircRNA的另外一个常见机制。由于RNA结合蛋白所参与的功能不同,实际上CircRNA发挥作用的方式差别也很大,实际上作为RNA结合蛋白的一种,AGO2与CircRNA的结合也是CircRNA发挥miRNA sponge的关键机制之一,类似的:如果RNA结合蛋白发挥的作用是调控mRNA翻译,那么CircRNA可能就通过RNA结合蛋白RBP调控mRNA翻译。
不过,这里有个很重要的问题:RNA结合蛋白与CircRNA结合,并不只是CircRNA通过RNA结合蛋白RBP发挥RBP所调控的作用(比如RBP对mRNA的翻译),RNA结合蛋白还可以直接影响CircRNA本身的翻译。所以,大家做完CircRNA
pull down并通过质谱鉴定到蛋白后需要区分这两种情况,即RBP是介导CircRNA的作用,还是RBP直接参与对CircRNA的调控:一个是上游,一个是下游,后续还要看RBP的特点并通过验证实验确定上下游关系,这一点非常重要。
另外,CircRNA并不是只与 RNA结合蛋白结合,所以最后还是要看鉴定到的结合蛋白以及所参与的功能。
三、CircRNA翻译为蛋白或者肽段的功能和机制
这个机制其实也不是很新的机制,对大家说来,最难的地方是验证CircRNA具有蛋白翻译能力,而内部核糖体进入位点(IRES)元件、m6A甲基化修饰等也只是CircRNA翻译的部分条件;而验证手段上既包括Polysome-seq、Ribo-seq或RNC-seq等组学手段,也要有克隆后翻译蛋白/多肽的验证。
当然,circRNA翻译为蛋白/肽段后发挥功能的具体机制,大家就可以当成蛋白来研究了,比如通过CoIP鉴定结合蛋白等等。最后,我们说一个关键问题:如果我们要说的问题是CircRNA通过其翻译的蛋白/肽发挥功能,是不是意味着翻译的蛋白/肽才是发挥作用的关键,而CircRNA本身是不能发挥这个作用的?那是不是要排除这个可能性(下图中的红线)?
这次我们就说到这几种大家很熟悉的机制,实际上CircRNA还有很多不同的机制,比如CircRNA与DNA结合等。另外,关于RNA环化及应用,后续我们再说。