“時光如梭，歲月如流。”驀然回首，環(huán)狀RNA已歷經十年風雨；曾經的萌芽，現在已經開枝散葉，一眼望不到頭。

菜雞的我，剛把環(huán)狀RNA的風里雨里的故事弄懂七七八八，ceRNA文章已經漫天飛舞，RBP研究也已經一眼望不到頭；心里想著，環(huán)狀RNA畢竟是非編碼，要研究它的翻譯還是很難的，文章應該屈指可數。于是，我把鍵盤敲得噠噠作響，開始搜索環(huán)狀RNA翻譯相關的文章。但不搜不知道，一搜嚇一跳：已經有48個環(huán)狀RNA被發(fā)現能夠翻譯蛋白質并發(fā)揮功能，今年已發(fā)現了7個！

短短幾年，非編碼要變成編碼了嗎？

歷史回顧

最初報道內源環(huán)狀RNA翻譯蛋白質的故事還要回溯到2017年，耶路撒冷希伯來大學的一群研究者發(fā)現果蠅中許多環(huán)狀RNA的跨環(huán)序列具有很高的翻譯潛能，并且能夠在Ribo-seq中識別到BSJ；明星分子circMbl（該分子2014年時被發(fā)現能夠作為母基因MBL蛋白質的海綿形成負反饋通路）也在其中。一系列實驗，包括質譜分析，表明circMbl能通過類似UTR的序列誘導翻譯機器核糖體結合到環(huán)狀RNA序列，最終翻譯形成多肽序列。

緊接著2018年，張弩教授團隊連發(fā)3篇環(huán)狀RNA翻譯蛋白質的文章，證實了內源環(huán)狀RNA能夠在人類組織中表達蛋白質。

本以為后續(xù)每年只會零星有一些環(huán)狀RNA翻譯成蛋白質的報道，未曾想到，2021年居然報道了17個環(huán)狀RNA分子能夠翻譯成蛋白質并發(fā)揮功能！

2021年似乎是環(huán)狀RNA領域大事件集中的一年，這一年里：

??新冠環(huán)狀RNA疫苗在小鼠和恒河猴上試驗成功；

??環(huán)狀RNA體外制備技術正式登上歷史舞臺，相關公司融資超過7億美元；

??納米孔全長環(huán)狀RNA測序技術登上生物技術頂刊Nature Biotechnology，并且同一年涌現了4種不同的納米孔環(huán)狀RNA建庫策略。

上車還來得及嗎

看到這么多環(huán)狀RNA已被報道能翻譯，嚇得我趕緊查了一下常用的數據庫，看看能翻譯的環(huán)還剩多少。

看到具有翻譯潛能的環(huán)還有至少幾千個時，我也長吁一口氣：既然已發(fā)現的都有這么多，還有大量未發(fā)現的環(huán)應該也有不少能夠翻譯吧。

通過納米孔全長環(huán)狀RNA測序，我們可以看到大量新的環(huán)狀RNA并未被已知數據庫收錄。

環(huán)狀RNA翻譯的熱度是毋庸置疑的，我想主要有以下幾個原因：

??首先是稀缺性，從目前的研究成果來看，能夠編碼蛋白質的環(huán)狀RNA還是非常稀少的；

??其次環(huán)狀RNA轉化研究開展的如火如荼，這幾年靠體外制備技術以及未來的愿景融資和合作就超過了50億美元，其中非常重要的一項技術就是讓環(huán)狀RNA持續(xù)高效地表達蛋白質；

【Engineering circular RNA for enhanced protein production】將環(huán)狀RNA蛋白質產量提高了數百倍，能夠在體內提供更持久的翻譯。該文章發(fā)表在了生物技術頂刊Nature Biotechnology。

??另外值得一提的是，環(huán)狀RNA的翻譯發(fā)生比較頻繁的生理病理過程包括衰老、神經退行性疾病以及癌癥，這些都是長期的且資源集中的研究方向；

??根據已發(fā)表的文章來看，環(huán)狀RNA翻譯的新肽參與了重要的生物學通路，例如今年發(fā)表的一些內容：

– circINSIG1-121與INSIG1相互作用，促進INSIG1的泛素依賴性降解，從而誘導膽固醇的生物合成。

– circZKSaa與Fbw7復合體與mTOR互作，促進mTOR泛素化降解。

–?……

??當然，非常重要的一點是circRNA 翻譯的新肽可以作為治療靶點，許多腫瘤特異的抗原都來自非編碼RNA。

另外，根據近幾年國自然中也頻頻出現環(huán)狀RNA翻譯的項目，看來許多環(huán)狀RNA翻譯的文章已經在路上了。

這里列了一些項目：

??異常可變剪切觸發(fā)的CIRC-FTO編碼新型多肽下調FTO提高mRNA m6A促發(fā)心室重構的表觀轉錄機制；

??環(huán)狀RNA CIRC-EXT1編碼新蛋白219aa調控膀胱癌發(fā)生、發(fā)展和腫瘤免疫逃逸的機制研究；

??CIRC-SLC9A6編碼新型蛋白在非酒精性脂肪肝病中的作用及m6A修飾對其調控的研究；

??……

其實關于環(huán)狀RNA的翻譯，我們所看到的可能只是冰山一角，仍有許多問題值得我們去研究。

最近，一篇發(fā)表在Nature的文章Noncoding translation mitigation在某種程度上解釋了研究中的一個現象——大量線索都表明某個circRNA能夠翻譯蛋白質，但是WB就是做不出來：研究表明，大部分非編碼RNA會產生疏水C尾，該部位會被BAG6膜蛋白分流復合物捕獲，從而導致蛋白質被蛋白酶體降解。比較巧的是，我可能遇到了一個類似的項目，前期數據都表明circRNA有翻譯潛能，但WB無法驗證；而circRNA pull-down實驗顯示環(huán)狀RNA與核糖體蛋白有結合，并且與許多膜蛋白互作。

如何研究

環(huán)狀RNA翻譯的基本研究套路我還是不愁的，這種隨便閱讀幾篇高分文獻就能夠總結出來。不過，我發(fā)現了一張能夠比較系統(tǒng)全面總結該研究過程的圖，剛好可以作為參考。

值得一提的是，Ribo-seq進行環(huán)狀RNA檢測還是非常困難的，目前Ribo-seq文庫中核糖體占比非常高，且文庫太短僅有~30nt，檢測circRNA還是有點大河撈針的感覺。RNC-seq可能作為一個更好的替代。

捋過一遍環(huán)狀RNA翻譯的研究進展后，我心里那塊石頭終于落地。實際上，環(huán)狀RNA翻譯已發(fā)表的研究還是比較少的，我所焦慮的只是對研究現狀不夠了解，新的可翻譯環(huán)狀RNA以及翻譯產物甚至已發(fā)表的環(huán)都值得挖掘。

現在上車還來得及！