分类: 医学研究, 转录组测序

 

现有的环状RNA (circRNA)数据库已经成为转录组学的基础。但是目前常用的方法对于深度挖掘候选circRNA仍有限。基于这种情况,赵方庆教授团队2020年在genome biology杂志发表了circAtlas数据库的文章(CircAtlas: an integrated resource of one million highly accurate circular RNAs from 1070 vertebrate transcriptomes)。circAtlas数据库基于从六个脊椎动物物种(人类,猕猴,小鼠,大鼠,猪和鸡)的19个正常组织中收集的1070个RNA-seq样本数据汇总了环状RNA相关信息。该数据库包含1,007,087个高度可靠的circRNA,其中81.3%以上已被组装成全长序列。数据库终不仅概述了它们的表达模式、保守性和功能注释等信息,还描述了一种新的多重保护评分、共表达和调控网络,用于circRNA注释和排序。

百迈客基于CircAtlas数据库在已知circRNA鉴定上开发了新的流程,在原有的circBase数据库上同时增加了本数据库中包含物种的circRNA信息,让已知circRNA鉴定的结果更加完善,更加丰富。

案例应用

案例一:位点保守的环状RNAcZNF292控制内皮细胞流动反应

英文标题:Locus-Conserved Circular RNA cZNF292 Controls Endothelial Cell Flow Responses

杂志:Circ Res

影响因子:17.367

背景:环状RNAs(CircRNAs)是由大多数mRNAs的反向剪接产生的,作为一类控制各种细胞功能的新型调节性RNAs,正受到越来越多的关注。然而,鉴于其基因失活的固有挑战,它们在体内的生理作用和功能保护很少得到解决。在这里,我们的目的是在小鼠和人类中鉴定位点保守的CircRNAs,这些CircRNAs由于保留了mRNA宿主基因中不包含的内含子元件而被遗传删除,从而最终解决功能保守问题。

结果:作者通过RNA亲和纯化和随后的质谱分析鉴定了与内皮细胞中cZNF292特异性相互作用的蛋白连接体(SDOS)。SDOS或其蛋白结合伙伴Syndecan-4的沉默,或SDOS-cZNF292结合位点的突变,阻止层流诱导的细胞骨架重组,从而重现cZfp292表型。结合已发表的内皮细胞RNA测序数据集和circATLAS数据库的CircRNAs,作者在小鼠和人类之间鉴定了保留内含子元件的位点保守的CircRNA。CRISPR/Cas9介导的顶端表达的CircRNA cZfp292基因缺失导致体内主动脉内皮细胞形态改变和血流排列异常。体外内皮细胞中cZNF292的缺失消除了层流诱导的细胞定向、帕西林定位和粘着组织的改变。

内含子circRNA筛选

 

案例二:环状RNACircRHOBTB3通过调节HUR介导的PTBP1稳定性抑制结直肠癌转移

标题:Circular RNA circRHOBTB3 represses metastasis by regulating the HuR-mediated mRNA stability of PTBP1 in colorectal cancer

杂志:Theranostic

影响因子:11.554

背景:结直肠癌(CRC)的肿瘤转移是大多数患者死亡的主要原因,也是CRC综合治疗的主要难点。环状RNA(CircRNA)影响实体瘤中的许多生物学功能。然而,它们在结直肠癌转移中的作用机制尚不清楚

结果:作者发现circRHOBTB3在CRC组织和细胞系中表达明显下调。此外,较低的circRHOBTB3水平与晚期临床分期和更高的转移风险显著相关。circRHOBTB3过表达抑制结直肠癌细胞的肿瘤转移。在机制上,circRHOBTB3结合于HuR (CRC发展中普遍表达的功能性RNA结合蛋白(RBP)),并促进β- trcp1介导的HuR泛素化。正常情况下,HuR与靶mRNA的3’UTR结合以促进其稳定,而circRHOBTB3和HuR的相互作用使HuR降低,从而降低下游靶蛋白PTBP1的表达水平。此外,在体内过表达的circRHOBTB3抑制肺转移,而这种作用可以通过PTBP1的过表达部分逆转。此外,FUS和ADARB2均可提高CRC细胞中circRHOBTB3的转录。其中,为了探索circRHOBTB3在CRC转移的调控机制,作者首先筛选来自catRAPID,circAtlas,starBase和RBPDB检索到的circRHOBTB3潜在的结合蛋白。根据结果,富含丝氨酸的剪接因子1(SRSF1)、FUS 和 HuR 可能与circRHOBTB3相互作用,然后使用生物素标记的探针circRHOBTB3进行RNA pulldown测定,结果证实circRHOBTB3可以与HuR互作但不与FUS互作,同时RIP分析也证实circRHOBTB3和HuR的相互作用。并且,为了更深入地了解circRHOBTB3的作用,作者根据 circAtlas数据库,FUS可能与位于circRHOBTB3环化外显子侧翼的内含子结合。有趣的是,结果表明,沉默FUS强烈地抑制了circRHOBTB3的表达。

CircRHOBTB3潜在结合蛋白鉴定

沉默FUS抑制CircRHOBTB3的表达

 
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