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circRNA研究必备神器之傻瓜攻略大全

解螺旋 · 公众号 · 医学 · 2017-07-13 18:00

正文

科研经验 | 文献 | 实验 | 工具 | SCI写作 | 国自然

作者：子非鱼

转载请注明：解螺旋·临床医生科研成长平台

circRNA很红，这个大家都知道。尤其是它身上那份高大上的神秘感，引得一众科学家瞬间产生扑倒circRNA的好奇感，并期望能看到该领域中更多不一样的风景。

但眼下circRNA研究的一个巨大挑战就是，有关circRNA的可参考信息不多，怎么往下研究也没有目标。为了让大家早日玩转circRNA，则本文推荐六款非常Powerful的在线分析神器来助大家一臂之力。

circRNA基本信息分析神器：circBase

目前，数据库circBase（http://www.circbase.org/）收集包括以下6个物种的circRNA信息：人 (hg19)、小鼠(mm9) 、秀丽线虫(ce6)、黑腹果蝇 (dm3)、矛尾鱼 (latCha1)、腔棘鱼 (latCha1)。

该数据库最新版本发布时间为2017年6月，可帮助大家对筛选验证的circRNA有个具体的认识，还可直接下载到相关序列信息和注释信息，其界面打开如下。

在主页中间搜索框中输入基因名称，这里以“FOXO3”基因为例进行操作演示，点击“search”按钮。

对照搜索结果，对circRNA信息进行核对，下图可以看出人的FOXO3基因组序列上对应两个circRNA，分别是hsa_circ_0130221和hsa_circ_0006404。

上述搜索结果表格中的蓝色字体标记的文字都包含超链接，可以进一步点开查看详细信息。在点击hsa_circ_0130221后，可跳转其详细信息界面。

点击hsa_circ_0130221下行的Position，则跳转UCSC基因组浏览器界面。下图即可形象地展示FOXO3相关circRNA hsa_circ_0130221的基因组信息了。

输出circRNA的序列时，可在搜索界面中点击export results中的Fasta，可跳转以下界面：

在circRNA sequence中选择“spliced”，下方选“search”后即可得到成环序列；选择“genomic”，下方选择“Extend upstream by 1000 bases”即可得到上游延伸1000bp的包含成环以及内含子的序列。

可能有些做组学研究的小伙伴们需要整个物种的circRNAs序列信息，在这种情况下，大家只需要在工具栏“downloads”项进行选择，找到对应的物种，点击下载就可以了：

ceRNA功能研究数据库：circNet

CircNet（http://circnet.mbc.nctu.edu.tw/）利用464个RNA-seq测序数据，进行新circRNA预测及基因组注释，并计算已知的及新预测的circRNA表达情况，构建circRNA-miRNA-gene调控网络，以上信息均可从该数据库获得。

以FOXO3为例，在打开的界面中，直接在搜索框中输入FOXO3，其结果如下：

如图所示，不仅显示了FOXO3相关的环状RNA circ-FOXO3.1，还显示了microRNA，右侧上面点击Expression则会显示circ-FOXO3.1在不同组织中的表达水平，右侧下面可以根据位置对 circ-FOXO3.1进行查询显示。

circRNA人疾病相关联数据库：circ2Traits

Circ2Traits（http://gyanxet-beta.com/circdb/）是一个收集与人类疾病或性状潜在关联的circRNA数据库，可通过预测miRNAs和人类的蛋白质编码基因、长链非编码基因及环状RNA间的相互作用关系，构建了相互作用网络，并对miRNAs-circRNA相互作用组中的蛋白编码基因进行了GO富集分析；此外，将与疾病相关的SNPs位点定位到circRNA基因座上，并鉴定了环状RNAs上的Ago相互作用位点。

其界面打开后可看到三个功能模块，如下图所示。在下拉框中选择相应疾病名称后，点击Search即可查看与该疾病相关的circRNA。

以BRCA基因为例，在Search by keywords for individual genes中左下拉框中选择Protein coding gene，并在Input后输入BRCA基因后，点击search按钮。

其结果如下，点击Associated Disease中的non-small cell lung cancer后，可跳转至新的界面。

点击左图中任一个橙色点，则会出现以下结果：

circRNA组织特异性分布数据库：TSCD

TSCD数据库（http://gb.whu.edu.cn/TSCD/）是检索人和小鼠中组织特异性的circRNA信息的数据库，也包括成人和胚胎的不同组织。对于想了解不同组织中的特异性表达的circRNA，可以在该数据库进行检索。

以查询“人的胎儿中心脏和肝脏组织共有的circRNA”为例，首先进入网站后点击 Comparsion，选择“Heart”和“liver”

submit提交得到一份结果文本，文本中收录的便是心脏和肝脏组织共有的circRNA信息。

以查询“人的心脏组织中以A2M为线性母本基因形成的circRNA”为例。进入网站TSCD后点击 Browser-hg19/mm9 ，选择 Human-Adult和Heart，并在搜索框内键入“A2M”，得到如下结果：

点击“A2M”，可以查看A2M作为线性母本形成circRNA的情况，并以图片和表格两种形式呈现。

circRNA编码蛋白数据库：circRNADb

circRNAdb数据库（http://202.195.183.4:8000/circrnadb/circRNADb.php）共收录了32914条人类外显子circRNA记录，每条记录都包括基因组位置信息，RNA编辑情况，所对应的基因组序列，IRES序列元件，预测的ORF（Open Reading Frame）以及相关的参考文献。

该网站主界面清晰，设计人性化，在Advance Retrieval可以根据基因名称（Gene symbol），PubMed ID及细胞或组织类型等多种检索条件，满足不同查询需求。查询以NRG1基因为线性基因的circRNA为例。

点击Advance Retrieval——Browse by Gene Symbol，选择Gene Symbol后，在搜索框中输入“NRG1”，提交后可发现NRG1这个基因可形成3种circRNA。

点击进入新的界面，这三个circRNA分别是hsa_circ_13061、hsa_circ_00907和hsa_circ_14429，具体情况可点击名称进一步查看。

预测结合靶点的数据库：CircInteractome

数据库CircInteractome （https://circinteractome.nia.nih.gov/）预测了已知的109个RNA结合蛋白数据集与circbase中的circRNA的结合位点，并利用Targetscan软件预测了miRNAs与circRNA的潜在结合位点。可进行circRNA分子检索、circRNA结合蛋白预测、PCR引物设计、siRNA干扰序列设计等操作。

1、circRNA分子检索：以hsa_circ_0000284为例，在circular RNA的界面中输入hsa_circ_0000284后，点击cirRNA search即可获取circRNA详细信息。

此外，还会显示circRNA的上RBP结合位点，分析circRNA作为RBP蛋白‘sponge’或‘decoy’的可能性；以及circRNA的junction和Flanking序列可能结合的RBP蛋白信息，其结果如下图所示：

而当你想知道某个RBP是否能结合感兴趣的circRNAs时，只要在该网站RBP on CircRNA这个界面中进行检索预测即可。

2、circRNA结合miRNA预测：目前最常见的circRNA功能研究就是其以ceRNA机制发挥生物学功能。因而只要输入感兴趣的circRNA和感兴趣的miRNA，就可以预测到他们可能的结合位点信息。如果结果显示有，您只要根据该信息就行后期验证就可以了。

3、circRNA验证反向引物设计：输入circRNA分子后，点击Divergent primers search，即可获得所查询circRNA分子的junction sequence，下面还附带了2个PCR引物设计工具primer3和NCBI primer design，研究者可自行选择。

点击Primer3，页面跳转到Primer3网站，点击“Pick Primers”按钮。即可获得特异性引物序列。

4、circRNA siRNA设计：CircInteractome将会提供10个候选siRNA片段；随后可根据siRNA评分标准选择合适的siRNA片段。评分标准包括G/C含量30-60%，最后一个碱基为A/U等。

circRNA翻译潜能预测网站

circRNA是否具有翻译潜能，首先得看其是否拥有开放阅读框（ORF），其次得看其是否具有内在的核糖体进入结合位点（Internal Ribosome Entry Site，IRES）。为此，这两款在线软件大家就一定要记住了。

1、 ORF Finder (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/)，只要输入circRNA的序列信息，就可以直接看到ORF区域了。

2、IRESite （http://iresite.org/IRESite_web.php），基于已有68个病毒和115个真核细胞的实验数据，收录了大量的具有IRES位点的基因。因此，将感兴趣的circRNA的序列输入比对，就能预测circRNA是否具有IRES位点。

投稿邮箱： [email protected]

合作微信：helixlife6

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