circRNA的miRNA分子海绵功能

1、 研究背景

miRNA具有通过直接的碱基互补配结合靶向mRNA的非编码区，进而影响其翻译的功能。最近，内源性竞争性miRNA海绵在人和植物中均有发现。大量的研究也发现在人和小鼠的脑组织中存在着大量的环状RNA，在这个研究中，作者发现有一个环状RNA具有特异性结合miR-7的功能，作者将这个环状RNA命名为ciRS-7（circular RNA sponge for miR-7），这个环状miRNA上有超过70个miR-7的结合位点。进一步的功能研究发现ciRS-7能够强烈的抑制miR-7的活性，进而激活miR-7的下游基因。在小鼠脑组织中，也通过实验证明ciRS7与miR-7具有重叠共表达性，此外作者还发现环状RNA SRY-9可以作为miR-138的分子海绵。这反应出环状RNA作为miRNA的分子海绵可能是一个普遍的现象。

2、 研究路线

3、 材料选择

工具细胞，小鼠脑组织

4、 研究技术

qPCR，Northern blot，荧光素酶报告体系

5、 研究内容

• ciRS-7的发现

首先作者给出了ciRS-7的基因组中的定位，并给出了miR-7的可能的结合位点。然后作者构建了ciRS-7的表达体系，通过体外实验证明ciRS-7可以结合miR-7。

图1. a.ciRS-7的基因组定位以及miR-7的结合位点；

b.ciRS-7的表达载体示意图；

c.ciRS-7的表达检测；

d.northern bolt检测ciRS-7对miR-7家族的表达影响，miR-15b为阴性对照

• 证实ciRS-7可以与miR-7相互作用

作者通过共沉淀发现ciRS-7可以与miR-7相互结合，这种结合在细胞中和脑组织中存在。

图2. a、b.共沉淀检测ciRS-7对的吸附作用；

c、d.细胞中证实ciRS-7与miR-7具有表达位置上的重叠性，提示二者相互作用，miR-7下游基因的表达有影响，证实可以改变miR-7的活性；

e.脑组织中表达同样有时空一致性

• 靶向实验证实ciRS-7可以靶向结合miR-7并调控其下游基因

通过荧光素酶报告体系，作者证明ciRS-7直接靶向结合miR-7，通过检测下游基因的表达，证实ciRS-7靶向结合miR-7后影响了后者的生物学活性。

图3. a，b.荧光素酶报告体系的构建示意图；

e-h.相关基因的表达水平

• 环状RNA SRY-9也具有miR-138海绵的作用

作者从生物信息和表达验证的角度证实环状RNA SRY-9也具有miR-138海绵的作用。

图4. a，miR-138结合位点示意图；

b，荧光素酶体系检测；

c，d，共沉淀检测二者相互结合

6、 结论

环状RNA ciRS-7具有miR-7的分子海绵的功能，通过竞争性结合miR-7，从而具有抑制miR-7的功能，从而活化miR-7的下游基因。这种作用在环状RNA SRY-9中也同样存在，其可以作为miR-138的分子海绵。由此可见，环状RNA这类分子具有miRNA分子海绵的作用。

7、 参考文章

Hansen T B, Jensen T I, Clausen B H, et al. Natural RNA circles function asefficient microRNA sponges. Nature, 2013, 495(7441):384-388.