摘要
环状rna (circrna)在生命的各个领域都有形成，并通过不同的机制形成。近年来，circRNA的论文数量呈爆炸式增长;然而，作为一个相对年轻的领域，circRNA生物学迫切需要对分离、分析、表达和消耗circRNA的通用实验标准。在这里，我们根据作者的经验为circRNA研究提出了一套指导方针。这一视角将专门处理真核生物中由剪接体催化的反向剪接事件生成的主要环状rna。我们希望circRNA研究最佳实践原则的实施将有助于推动该领域向前发展，并允许更好地理解这一迷人的rna组的功能。
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参考文献
Sanger, H. L.， Klotz, G.， Riesner, D.， Gross, H. J. & Kleinschmidt, A. K.类病毒是单链共价闭合环状RNA分子，以高度碱基配对的杆状结构存在。美国国家科学院学报。美国73, 3852 - 3856(1976)。
徐文涛，徐文华，徐文华。真核细胞细胞质中环状RNA的电子显微镜证据。自然280, 339 - 340(1979)。
Zaug, a . J.， Grabowski, P. J. &切赫，T. R.切除的插入序列RNA的自催化环化是一种裂解-连接反应。自然301, 578 - 583(1983)。
古细菌中核糖体RNA内含子的新剪接机制Desulfurococcus mobilis．细胞54, 693 - 703(1988)。
Capel, B.等人。睾丸决定基因的循环转录本对不起在成年老鼠的睾丸中。细胞73, 1019 - 1030(1993)。
尼格罗，J. M.等。炒外显子。细胞64, 607 - 613(1991)。
Cocquerelle, C, Mascrez, B, Hetuin, D. & Bailleul, B.错剪接产生环状RNA分子。美国实验生物学学会联合会J。7, 155 - 160(1993)。
汉森，T. B.等。天然的RNA环作为高效的microRNA海绵。自然495, 384 - 388(2013)。本研究报道circRNA ciRS-7/CDR1as携带大量miR7的结合位点，并调节miRNA的可用性．
Memczak, S.等。环状rna是一大类具有调节作用的动物rna。自然495, 333 - 338(2013)。本研究报道circRNA ciRS-7/CDR1as携带大量miR7的结合位点，并调节miRNA的可用性．
Salzman, J.， Gawad, C.， Wang, P. L.， Lacayo, N. & Brown, P. O.环形rna是来自不同细胞类型的数百种人类基因的主要转录亚型。《公共科学图书馆•综合》7e30733(2012)。这项研究报告了从一系列人类基因中广泛产生的环状RNA异构体．
Patop, i.l, Wust, S. & Kadener, S.环状rna的过去，现在和未来。EMBO J。38e100836(2019)。
检测环状rna:生物信息和实验挑战。Nat,启麝猫。17, 679 - 692(2016)。
克里斯滕森，L. S.等。环状rna的生物起源、生物学和表征。Nat,启麝猫。20., 675 - 691(2019)。
李晓丽，杨丽，陈丽丽。环状rna的生物起源、功能和挑战。摩尔。细胞71, 428 - 442(2018)。
Kristensen, l.s, Jakobsen, T, Hager, H. & Kjems, J.环状rna在癌症和肿瘤学中的新角色。Nat,启中国。肿瘤防治杂志。19, 188 - 206(2022)。
Dodbele, S.， Mutlu, N. & Wilusz, J. E.确保循环rna研究的最佳实践:陷阱和提示。EMBO代表。22e52072(2021)。
Tsitsipatis, D.和gorspope, M.循环RNA分析实用指南:步骤，提示和资源。威利Interdiscip。启RNA12e1633(2021)。
杰克，W. R.等。环状rna丰富，保守，与ALU重复有关。核糖核酸19, 141 - 157(2013)。
Enuka, Y.等人。环状rna寿命长，在生长因子的作用下，其早期变化很小。核酸Res。44, 1370 - 1383(2016)。
Hansen, T. B. et al. mirna依赖的基因沉默涉及ago2介导的圆形反义RNA的裂解。EMBO J。30., 4414 - 4422(2011)。
Barrett, s.p, Parker, K. R, Horn, C, Mata, M. & Salzman, J. ciRS-7外显子序列嵌入一个长非编码RNA位点。公共科学图书馆麝猫。13e1007114(2017)。
皮韦卡，M.等人。哺乳动物环形RNA位点的缺失会导致miRNA的失调并影响大脑功能。科学,357https://doi.org/10.1126/science.aam8526(2017)。一个小鼠circRNA敲除研究显示ciRS-7/CDR1as通过结合miR-7的能力在大脑发育中发挥作用．
希尔，R. L.等。命名人类非编码RNA基因的指南。EMBO J。39e103777(2020)。
glzar, P. Papavasileiou, P. & Rajewsky, N. circBase:圆形rna数据库。核糖核酸20., 1666 - 1670(2014)。
刘明明，王强，沈建军，杨碧波，丁旭。Circbank:一个具有标准命名法的环状rna综合数据库。RNA杂志。16, 899 - 905(2019)。
董锐，马晓凯，李国伟，杨丽。CIRCpedia v2:一种用于综合环状RNA注释和表达比较的更新数据库。基因组蛋白质组生物信息学16, 226 - 233(2018)。
Bachmayr-Heyda等人。环状RNA丰度与增殖的相关性——以结直肠癌、卵巢癌、特发性肺纤维化和正常人体组织为例。科学。代表。58057(2015)。
铃木，H.等。RNase r -消化细胞RNA来源的特征，包括套索和来自mrna前剪接的环状RNA。核酸Res。34e63(2006)。
Xiao, M. S. & Wilusz, J. E.一种使用RNase R的圆形RNA纯化的改进方法，它有效地去除含有g -四复合体或结构化3 '末端的线性RNA。核酸Res。47, 8755 - 8769(2019)。一种改进的环状rna富集协议有助于更好地分离环状rna和线性rna．
达尔，M.等人。B细胞恶性肿瘤中内源性环状RNA分子的无酶数字计数。实验室。投资。98, 1657 - 1669(2018)。
熊猫，a.c.等。高纯度环状RNA分离方法(RPAD)揭示了大量内含子环状RNA的集合。核酸Res。45e116(2017)。
Rahimi, K.， Veno, m.t, Dupont, d.m. & Kjems, J.脑源性全长环状rna的纳米孔测序揭示了环状rna特异性外显子的使用、内含子保留和微外显子。Commun Nat。124825(2021)。该研究开发了一种长读测序协议，揭示了大型多外显子环状rna的复杂性和内部组成．
Kristensen, L. S.， Okholm, T. L. H.， Veno, m.t. & Kjems, J.环形rna在人表皮干细胞分化过程中大量表达和上调。RNA杂志。15, 280 - 291(2018)。
Conn, V. & Conn, S. J. SplintQuant:一种不存在逆转录偏倚的准确量化环状RNA转录本丰度的方法。核糖核酸25, 1202 - 1210(2019)。
高旸，等。圆形rna的内部结构和可选剪接事件的全面识别。Commun Nat。712060(2016)。
郑玉玉，姬鹏，陈淑娟，侯丽娟，赵峰。全长圆形rna的重建实现了亚型水平的量化。基因组医学。112(2019)。
张杰等。利用纳米孔测序和CIRI-long对圆形rna进行综合分析。生物科技Nat。》。39, 836 - 845(2021)。该研究开发了一种长读测序协议，揭示了大型多外显子环状rna的复杂性和内部组成．
Xin, R. et al. isoCirc编目了人类转录组中全长圆形RNA亚型。Commun Nat。12266(2021)。该研究开发了一种长读测序协议，揭示了大型多外显子环状rna的复杂性和内部组成．
Rahimi, K.， Nielsen, A. F.， Veno, m.t. & Kjems, J.环状rna的纳米孔长读测序。方法19623-29(2021)。
通过结合预测算法改进了环状rna识别。前面。细胞Dev。杂志。6, 20(2018)。
程杰，mege, F. & Dieterich, C.从测序数据中特异性识别和定量环状rna。生物信息学32, 1094 - 1096(2016)。
高勇，张娟，赵峰。基于多种子匹配的环状RNA识别。简短。Bioinform。19, 803 - 810(2018)。
Tapial, J.等。可选剪接图谱和功能关联图谱揭示了同时表达多种主要异构体的新的调控程序和基因。基因组Res。27, 1759 - 1768(2017)。
Tang, C.等。模板切换导致环状rna的人工结形成和错误识别。预印在bioRxivhttps://doi.org/10.1101/259556(2018)。
余春燕，刘慧娟，洪丽颖，郭宏昌，庄天杰。是一种观察到的非共线性RNA产物反式,在独联体还是只在体外?核酸Res。42, 9410 - 9423(2014)。
庄廷杰等。综合转录组测序揭示了广泛的选择性反式拼接和独联体-人类细胞中的回剪接。核酸Res。46, 3671 - 3691(2018)。
Geiss, G. K.等。用彩色编码探针对直接多路测量基因表达。生物科技Nat。》。26, 317 - 325(2008)。
使用无酶数字计数方法对环状rna进行分析。方法19616(2021)。
Bejugam, p.r, Das, A. & Panda, a.c.眼见为实:可视化圆形rna。非编码RNA645岁(2020)。
Veno, m.t.等人。猪胚胎脑发育过程中环状RNA表达的时空调控。基因组医学杂志。16245(2015)。
你，x，等等。神经环rna来源于突触基因，受发育和可塑性的调节。Nat。>。18, 603 - 610(2015)。
Suenkel, C.， Cavalli, D.， Massalini, S.， Calegari, F. & Rajewsky, N.在哺乳动物大脑中，高度保守的环状RNA是保持神经细胞处于祖细胞状态所必需的。细胞的代表。30., 2170 - 2179(2020)。
D 'Ambra, E.等。Circ-Hdgfrp3沿着神经突穿梭，并被困在als相关突变FUS形成的聚集体中。iScience24103504(2021)。
Raj, A.， van den Bogaard, P.， Rifkin, S. A.， van Oudenaarden, A. & Tyagi, S.使用多个单标记探针成像单个mRNA分子。Nat方法。5, 877 - 879(2008)。
Pamudurti, N. R.等。一种循环rna敲除的体内策略。细胞。652(2020)。
Marrosu, E.， Ala, P.， Muntoni, F. & Zhou, H. Gapmer反义寡核苷酸抑制突变等位基因COL6A3和恢复功能蛋白在乌尔富性肌营养不良。摩尔。其他。核酸8, 416 - 427(2017)。
Konermann, S.等。rna靶向型VI-D CRISPR效应器的转录组工程。细胞173, 665 - 676(2018)。
Abudayyeh, O. O.等。RNA靶向CRISPR-Cas13。自然550, 280 - 284(2017)。
李，S.等。使用CRISPR-Cas13系统筛选功能性环状rna。Nat方法。1851-59(2021)。
张勇，等。优化的rna靶向CRISPR-Cas13d技术在识别功能性环状rna方面优于shRNA。基因组医学杂志。2241(2021)。
张勇，等。新生环状rna的生物发生。细胞的代表。15, 611 - 624(2016)。本研究通过反向剪接确定了侧翼序列元件在驱动环状rna形成中的作用．
郑，q，等。环状RNA分析揭示了一个丰富的circHIPK3，它通过吸附多个miRNAs调节细胞生长。Commun Nat。711215(2016)。
瓜内里奥，J.等。蛋白质和环状rna在肿瘤发生中的基因内拮抗作用。细胞Res。29, 628 - 640(2019)。
Petkovic, S.和Muller, S.体内和体外RNA循环策略。核酸Res。43, 2454 - 2465(2015)。
Puttaraju, M. & Been, m.d . I组排列内含子-外显子序列自拼接产生圆形外显子。核酸Res。20., 5357 - 5364(1992)。
周，C.等。m6A环状rna的全基因组图谱确定了广泛的和细胞类型特异性的甲基化模式，这与信使rna不同。细胞的代表。20., 2262 - 2276(2017)。
Kariko, K, Muramatsu, H, Ludwig, J. & Weissman, D.为治疗产生最佳mRNA:高效液相色谱纯化消除免疫激活，改善核苷修饰的蛋白质编码mRNA的翻译。核酸Res。39e142(2011)。
陈玉刚，陈玉刚等。通过内含子身份识别自身和外源环状rna。摩尔。细胞67, 228 - 238(2017)。
陈玉刚，陈玉刚等。N6-甲基腺苷修饰控制环状RNA免疫。摩尔。细胞76, 96 - 109(2019)。
韦塞尔霍夫特，R. A.等。RNA环化降低免疫原性，延长体内转译时间。摩尔。细胞74, 508 - 520(2019)。
梁东，魏娇。短内含子重复序列促进环状RNA的产生。Dev的基因。28, 2233 - 2247(2014)。本研究表明，圆外显子侧面内含子中倒置重复序列的碱基配对可以驱动环状rna的形成．
斯塔克，S.等。外显子圆化需要正则剪接信号。细胞的代表。10, 103 - 111(2015)。
Litke, J. L. & Jaffrey, S. R.利用自催化转录物在细胞中高效表达圆形RNA适体。生物科技Nat。》。37, 667 - 675(2019)。
梅甘克，R. M.等人。重组AAV载体的环状rna在体内的组织依赖性表达和转译。摩尔。其他。核酸13, 89 - 98(2018)。
circRNA的生物生成与pre-mRNA的剪接竞争。摩尔。细胞5655 - 66(2014)。
刘春霞等。环状rna的结构和降解调节先天免疫中PKR的激活。细胞177, 865 - 880(2019)。
Tsitsipatis等人。AUF1配体circPCNX通过与p21 mRNA竞争来增加p21的产生，从而减少细胞增殖。核酸Res。49, 1631 - 1646(2021)。
李，q等人。CircACC1调节代谢应激下AMPK复合体的组装和激活。细胞金属底座。30., 157 - 173(2019)。
陈，N.等。一种新的FLI1外显子环RNA通过协调调节TET1和DNMT1促进乳腺癌转移。基因组医学杂志。19218(2018)。
Ramanathan, M, Porter, d.f. & Khavari, P. A.研究rna -蛋白质相互作用的方法。Nat方法。16, 225 - 234(2019)。
Das, A.， Sinha, T.， Shyamal, S. & Panda, a.c.环状rna -蛋白质相互作用的新作用。非编码RNA748(2021)。
Schneider, T.等人。circrna -蛋白复合物:IMP3蛋白组分定义了circRNPs的亚家族。科学。代表。631313(2016)。
Preusser, C.等。环状rna在血小板来源的胞外囊泡中的选择性释放。j . Extracell。囊泡7, 1424473(2018)。
Okholm, T. L. H.等。环状RNA和RNA结合蛋白相互作用的转录组全谱揭示了环状RNA生物生成和癌症途径表达的影响。基因组医学。12112(2020)。
李凤昌，李晓燕，李晓燕。蛋白质- rna相互作用研究中的CLIP技术进展。摩尔。细胞69, 354 - 369(2018)。
Pandey, P. R.等。circSamd4抑制PUR蛋白的肌源性转录活性。核酸Res。48, 3789 - 3805(2020)。
Chu, C.等。系统发现Xist RNA结合蛋白。细胞161, 404 - 416(2015)。
环形rna作为microRNA海绵:证据与争议。学生物化学的论文。65, 685 - 696(2021)。
Denzler, R.， Agarwal, V.， Stefano, J.， Bartel, D. P. & Stoffel, M.通过miRNA和靶丰度的定量测量评估ceRNA假说。摩尔。细胞54, 766 - 776(2014)。
内源性microRNA海绵:证据和争议。Nat,启麝猫。17, 272 - 283(2016)。
克里斯滕森，L. S.等。癌症中假定致癌基因ciRS-7的空间表达分析重塑了microRNA海绵理论。Commun Nat。114551(2020)。这项研究发现，一种可能致癌的环状rna只在基质细胞中表达，而不在癌细胞中表达，因此强调了组织中环状rna谱分析的体RNA-seq分析的局限性．
李，M.等。抄本ncx1基因通过靶向miR-133a-3p介导缺血心肌损伤。开展8, 5855 - 5869(2018)。
王勇，王铮。高效的反向拼接产生可翻译的圆形信使rna。核糖核酸21, 172 - 179(2015)。
莱格尼尼等人。Circ-ZNF609是一种可转译的环状RNA，在肌发生中起作用。摩尔。细胞6622-37(2017)。
Pamudurti, N. R.等。CircRNAs的翻译。摩尔。细胞669(2017)。
何萱，H.等。通过对过表达的环形rna翻译的综合分析，我们发现了线性转录本的普遍翻译。核酸Res。48, 10368 - 10382(2020)。
Stagsted, L. V.， Nielsen, K. M.， Daugaard, I. & Hansen, T. B.非编码AUG环状rna构成了一个丰富而保守的圆子类。生命科学。联盟2e201900398(2019)。
Sanz, E.等人。复杂组织中核糖体相关mRNA的细胞类型特异性分离。美国国家科学院学报。美国106, 13939 - 13944(2009)。
van Heesch, S.等。人类心灵的平移景观。细胞178, 242 - 260(2019)。
环状rna转译中的信号和噪声。方法196, 68 - 73(2021)。
陈锦坤等。结构化元素驱动大量的环状RNA翻译。摩尔。细胞81, 4300 - 4318(2021)。
范，x等。小鼠胚胎植入前线性和圆形rna的单细胞RNA-seq转录组分析。基因组医学杂志。16148(2015)。
Verboom, K.等。更智能的单细胞总RNA测序。核酸Res。47e93(2019)。
王宇，王玉华等。厚组织EASI-FISH定义外侧下丘脑空间分子组织。细胞184, 6361 - 6377(2021)。
巴里，E.等人。RS-FISH:采用径向对称的精确、交互式和可扩展smFISH斑点检测。预印在bioRxivhttps://doi.org/10.1101/2021.03.09.434205(2021)。
登兹勒，R.等人。microRNA水平、靶位点互补性和协同性对竞争内源性rna调控基因表达的影响。摩尔。细胞64, 565 - 579(2016)。
郭金宇，阿加瓦尔，郭海华，巴tel d.p.。哺乳动物环形rna的扩展鉴定和表征。基因组医学杂志。15409(2014)。
Ghini, F.等人。内源性转录本通过靶向miRNA降解控制哺乳动物细胞中的miRNA水平和活性。Commun Nat。93119(2018)。
确认
这项工作得到了欧盟“地平线2020”研究和创新计划的支持。721890 (circRTrain)。a.f.n和J.K.是由丹麦国家研究基金会资助的。135 (CellPAT)。mtj.o.由丹麦癌症协会R269-A15768拨款资助。lsk由Lundbeck基金会(R307-2018-3433)资助。i.b确认ERC-2019-SyG 855923-ASTRA和AIRC-Progetto IG 2019 ID号提供的资金。23053.A.B.由德国Forschungsgemeinschaft通过RTG 2355、SPP 1935和RU5116拨款资助。S.K.感谢国家卫生研究所的资助(R01GM124406和R01AG057700)。
作者信息
作者和联系
贡献
A.F.N A.B。,I.B M.H, T.B.H, M.I, S.K, L.S.K, I.L,答,M.T.J.O, R.J.P,焦燕雄,N.R, cs, J.K.所有参与了手稿。a.f.n协调了所有合作者的写作过程。
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相互竞争的利益
作者声明没有竞争利益。
同行评审
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自然方法感谢Howard Chang、Jeremy Wilusz和Ling-Ling Chen对这项工作的同行评审所做的贡献。主要处理编辑:唐磊，与自然方法团队。
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尼尔森，a.f.，宾德瑞夫，A。et al。环状RNA研究最佳实践标准。Nat方法19, 1208 - 1220(2022)。https://doi.org/10.1038/s41592-022-01487-2
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41592-022-01487-2
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非编码rna的一些未来道路
自然方法(2022)
