国自然必引：10分综述给你讲讲circRNA的“不按套路出牌”

 编者按：今天给有空闲写综述的老师推荐一个性价比很高的杂志--《Wiley Interdisciplinary Reviews-RNA》（WIRES-RNA）这个杂志分区虽然不高，但影响因子已经近10分，文章以RNA相关综述为主，篇幅和内容大都不算太难，稍微有些新意，并且适当配上几幅较好看的图，发表起来不算难。今天就分享一篇来自《Wiley Interdisciplinary Reviews-RNA》这个杂志的一篇关于Circular RNA的综述文章。文章名字简单但却耐人寻味“Circular RNAtranslation, a path to hidden proteome”。也借这篇文章，学习以下CircularRNA的“特异功能”。

这篇文章出自印度研究人员之手，作者来自“印度奥里萨邦 布巴内斯瓦尔 生命科学研究所”。文章首先从Circular RNA一般功能谈起，重点介绍Circular RNA编码蛋白的研究进展，并整理归纳Circular RNA编码蛋白的机制和识别方法。文章思路清晰，也没有涉及太多有争议的问题，可读性强，写作方法规范，很有借鉴性。

接下来我们逐步来解读这篇文献：

1. 简介

和一般的综述一样，文章先介绍本研究的关键词，将Circular RNA的发现，较一般RNA来说比较稳定的特性，有调节基因表达的功能做了简短的介绍，让读者很容易get到Circular RNA是什么，这一段的落脚点在Circular RNA还被发现能够翻译成蛋白质！！！提出CircularRNA翻译蛋白的分子机制和编码蛋白的功能还不清楚（也就是本综述重点阐述的部分）。

2. Circular RNA的功能

前一部分虽然说了Circular RNA的经典功能，但是主角自然不能一笔带过的，因此作者重点阐述了“反向剪切”在Circular RNA形成中的作用，并且简介了在反向剪切中发挥作用的一些蛋白QK1、NF90/110、ADAR、SRSF3 和 FUS 等，并且介绍Circular RNA在充当“分子海绵”中的发现及机制，以及Circular RNA可以调节mRNA中的作用，在调节蛋白转录中的作用，在充当蛋白质支架时的作用等，当然，也少不了Circular RNA直接翻译成蛋白这一功能。

图1，cRNA 不依赖帽的翻译机制。(a) 带有 IRES 的CircRNA 可以通过与翻译起始复合物相互作用来启动翻译。(b)circRNA上的m6A 修饰可以与 YTHD3 结合并募集翻译起始复合物来启动翻译。

3. Circular RNA的翻译机制

通过前面两段的吊胃口，那么，Circular RNA到底是怎么翻译成蛋白的，作者在第三部分开始重点介绍。首先和真核生物mRNA翻译成蛋白进行对比，真核生物mRNA一种重要的翻译模式是需要5’端m7GpppN帽子和poly A尾巴，也需要核糖体的参与；真核生物另外一种模式是由m6A介导，不依赖5’端帽子的翻译过程。而Circular RNA,自然不包含经典的5’端帽子，也没有条件发现能和核糖体结合，最初认为是不能翻译蛋白的。最近的研究发现Circular RNA能够和核糖体结合，并且Circular RNA还包含ORF、IRES元件和m6A修饰序列，这些正是不依赖5’端帽子的翻译方式，提示Circular RNA可能存在翻译蛋白的可能性（图1）.并且随着研究的进行，已经证明包含circZNF600、circMbl1在内的多个蛋白是由Circular RNA通过IRES元件这种独立机制翻译来的。

4. Circular RNA及其翻译蛋白

作者在这一部分，用一个表格（略）和一张图介绍了目前研究中已经发现的CircularRNA编码的蛋白类型（图2）.在图中把不同蛋白在对应组织/疾病中的发现进行对应。

图2各种组织或疾病模型中的蛋白质编码circRNA 及其 circ 蛋白

作者还在这部分详述了图表中不同Circular RNA及其蛋白的来源和主要功能。

5. Circular RNA翻译的研究方法

如果有老师对深入研究分子机制感兴趣，这一部分可以作为技术借鉴，作者归纳了当下鉴定CircularRNA翻译蛋白的方法。作者介绍最简单的方法是通过CIRCexplorer2、CIRI2、circAST和 FcircSEC这些数据库/工具进行分析特定Circular RNA编码蛋白的可能性。如果想确切了解CircularRNA是否能编码蛋白质，技术就要复杂了，高通量的鉴定则必不可少，既然是翻译蛋白，不管哪种机制，肯定离不开核糖体，因此拿到核糖体沉淀的蛋白及Circular RNA，如果这两类能够发生“对应”，基本上确定该CircularRNA可以翻译蛋白质了，一些方法如图3所示。

图 3 用于系统识别和表征蛋白质编码 circRNA 及其 circ 蛋白的方法流程

作者在这一部分还重点阐述了Circular RNA的特征，即通过一些序列特征取富集可能翻译蛋白的CircularRNA，这包含ORF、CPC、IRES 和 m6A 位点等。此外还总结了一些Circular RNA的生物学功能，这些都对深入研究Circular RNA机制的老师有借鉴意义。

6. 讨论

和前面的客观归纳不同，讨论中可以加入一些个人观点和见解的内容。作者在这一部分归纳了当下CircularRNA翻译蛋白研究的挑战。

第一个问题是Circular RNA编码蛋白大小的问题，核心来自和常规基于CDS编码蛋白不同，Circular RNA存在剪切连接，这些可变序列的剪切体的表达，也影响Circular RNA编码的蛋白。

另外一个关键的问题在于缺乏IRES及其相关的酶在Circular RNA翻译蛋白时的调控机制。虽然有一些研究找到了一些RNA结合蛋白能够和Circular RNA互作，但是也不能确定是否依赖经典的“帽子”式翻译。

第三，规范的起始密码子到底是否适用于Circular RNA也没有确切机制，并且已经有研究表明部分翻译不依赖AUG的起始密码子，那对于Circular RNA又是怎么一回事，还存在不确定性。

第四，最关键的难题还是没法鉴定和区分Circular RNA编码的微肽，这制约着进一步阐明Circular RNA翻译蛋白。