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環狀RNA背景介紹
環狀RNA（Circular RNA，簡稱circRNA）是一種呈封閉環狀結構的非編碼RNA分子，不具有傳統線性RNA的5'和3'末端。這種結構使circRNA免受RNA外切酶的影響，表達更穩定，不易降解。環狀RNA可以起到microRNA海綿的作用，結合并抑制microRNA的活性，進而調控其靶標發揮作用。另外，也有研究表面，環狀RNA會調控可變剪切或者轉錄過程。環狀的形成依賴于側翼RNA元件。側翼RNA元件可能對內含子脫支成套非常重要。研究推測，環狀RNA可以調控親本基因的表達。大多環狀RNA不會翻譯，但是有一小部分環狀RNA是可以被翻譯的如HDV（乙肝病毒HBV的一個亞型）就是由天然環狀RNA翻譯而成的。
環狀RNA的形成模型
研究表明，circRNAs的形成不同于線性RNA的標準剪切模式，是通過backsplicing方式剪切而來。現有的circRNA形成模型主要由以下幾種：
“lariat-driven circularization” 或者 “exon skipping”；
“intron-pairing-driven circularization” 或者 “direct backsplicing”；
環狀內含子RNA(ciRNAs)形成模式；
依賴于RBPs環化模式；
類似于可變剪切的可變環化模式。
circRNAs的5種不同形成模型如下圖所示
圖.環狀RNA形成模型
環狀RNA應用
作為mRNA2.0成為RNA疫苗新寵；
RNA治療藥物。
環狀RNA建庫流程
環狀RNA二代測序流程如下：
提取樣品的總RNA；
去除總RNA中的核糖體RNA；
消化總RNA中的線性RNA；
富集環狀RNA樣品；
進行total RNA建庫；
文庫測序；
識別測序數據中的環狀RNA：基于基因組注釋，構建虛擬的環狀RNA數據集。將測序數據的reads進行搜庫比對，得到環狀RNA的種類、數量以及相應的位置信息。
圖.環狀RNA建庫流程
環狀RNA常用數據庫
人/小鼠環狀RNA數據庫
circBank: 收錄了140790條人類circRNA記錄，提供詳細的序列、miRNA結合預測分析等信息；
circNet: 提供環狀RNA的基本信息、不同組織中的表達譜數據及circRNA-miRNA-gene的ceRNA調控網絡；
人類外顯子環狀RNA數據庫: 收集了超過3萬條人類外顯子環狀RNA記錄，包括基因組位置信息和RNA編輯情況。
TSCD數據庫: 組織特異性的circRNA數據庫，提供人類和小鼠主要組織中組織特異性circRNA的全局視圖；
CSCD數據庫：腫瘤特異性circRNA數據庫；
circRNADb數據庫：綜合性circRNA信息查詢數據庫，收集文獻中報道的circRNA相關數據集加以分析；
Kaplan-meier Plotter數據庫：基于GEO、EGA以及TCGA 等公共數據庫的基因芯片和 RNA-seq數據構建而成，評估了54,675個基因在21種癌癥中對于生存率的影響，包括乳腺癌(6234例)、卵巢癌(2190例)、肺癌(3452例)和胃癌(1440例)；
circR2disease數據庫：circR2disease數據庫通過在 Pubmed中檢索”circRNA", "circular RNA" , "circRNA cancer","circRNA disease" , "circRNAtumor"以及"circRNA meoplasm"等關鍵詞，手動收集并整理了2018年3月31日之前發表的論文，最終得到了739個條目，包括725個circRNA—疾病關系對，661個circRNA以及100種疾病；
TransCirc數據庫：研究circRNA編碼小肽的數據庫；
TRCirc數據庫：TR即 transcriptional regulation，跟轉錄調控有關；
cirCRNADisease數據庫善于800多篇報道circRNA與疾病相關的文獻，收集了330circRNA與48種疾病之間的354對相互聯系，其中腫瘤相關疾病占54%，心血管和腦血管相關疾病占27%；
exoRBASE數據庫：該數據庫基于歸一化處理的人類血液外泌體RNA-seq數據和已發表文獻數據進行整合。
植物環狀RNA數據庫
PlantCircBase：植物環RNA數據庫（PlantCircBase）包含了13個物種的環狀RNA信息。另外，植物microRNA百科全書（Plant microRNA Encyclopedia）提供了植物microRNA的注釋信息；
PlantCircNet作為一個綜合數據庫提供，在八個模型植物中提供含有鑒定的circRNA的可視化植物circRNA-miRNA-mRNA調控網絡。
其他物種環狀RNA數據庫
CircAge數據庫：CircAge整合了來自GEO、GSA等公共數據庫以及實驗室自主測定的共計803個RNA-seq數據集，涵蓋了人、獼猴、大鼠、小鼠、斑馬魚、果蠅和線蟲7個物種、24種組織類型的不同年齡段樣本，最終成功鑒定到53萬個circRNA，其中大約23%的circRNA在不同物種間展現出保守性。
circAtlas數據庫：基于從六個脊椎動物物種（人類，獼猴，小鼠，大鼠，豬和雞）的19個正常組織中收集的1070個RNA-seq樣本數據匯總了環狀RNA相關信息。
circBase數據庫：收集多個物種的circRNA信息包括人 (hg19)、小鼠(mm9) 、秀麗線蟲(ce6)、黑腹果蠅 (dm3)、矛尾魚 (latCha1)、腔棘魚。
Circinteractome數據庫：種屬可謂是很齊全啊，人的，果蠅的等等，以人的種屬為主。這個數據庫比較好的一點是集大成之預測了已知的RNA結合蛋白數據集還有風風提到的circbase中的circRNA的結合位點。
CIRCpedia數據庫：共有6個種屬，包括人、大小鼠、果蠅、斑馬魚，收集了180多個樣本的轉錄組數據，識別到了262782個環狀RNA。
deepBase數據庫：中山大學推出的一個數據庫，該數據庫從新一代測序技術數據中注釋和鑒定circRNA/miRNA/piRNA等及他們的表達模式，包含人、鼠類、果蠅等。
cir2traits數據庫：人類、小鼠和線蟲。
LncRNA Desease 2.0：目前有19166條lncRNA信息、823條CirRNAs信息和529種疾病。該數據庫建立了已報道的及試驗驗證過的lncRNA、circleRNA與疾病的相關信息。包含物種人類（homo sapiens），大鼠（Mus musculus），小鼠（Rattus norvegicus褐家鼠），原雞（Gallus）。
CircFunBase數據庫：circAtlas包括從六種脊椎動物（人類，獼猴，小鼠，大鼠，豬和雞）收集的19種正常組織。
這些數據庫為環狀RNA的研究提供了豐富的數據支持。
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