10月28日，中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）陳玲玲研究員受邀在國際學(xué)術(shù)期刊Nature Biomedical Engineering上發(fā)表了題為："Expanded toolkits of RNA circularization”的科學(xué)評(píng)述（News&views），對(duì)同期發(fā)表在該期刊上題為："Robust genome and cell engineering via in vitro and in situ circularized RNAs”的研究進(jìn)行了點(diǎn)評(píng)。

RNA療法在臨床疾病治療中具有巨大應(yīng)用前景。近年來，一類單鏈、共價(jià)且具有閉環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA分子——環(huán)形RNA被發(fā)現(xiàn)普遍存在于真核細(xì)胞中，為RNA應(yīng)用注入新的活力。相較于線性RNA，環(huán)形RNA具有高穩(wěn)定性、特殊折疊和低免疫原性等優(yōu)勢(shì)（Cell Rep?2016；Cell?2019；Mol Cell?2022），為新型RNA適配體、蛋白質(zhì)替代治療、基因編輯等生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了潛在的改造空間和應(yīng)用價(jià)值。然而，開發(fā)簡單和規(guī)?；姆椒ㄒ詫?shí)現(xiàn)高效制備低免疫原性且具有長效表達(dá)能力的環(huán)形RNA，對(duì)未來基于環(huán)形RNA的治療具有重要意義。

體外條件下，基于重組內(nèi)含子-外顯子（permuted intron–exon, PIE）的策略，自剪接I型內(nèi)含子常用于合成環(huán)形RNA（NAR 1992；Mol Cell?2018；NBT 2024）。此外，Tornodo系統(tǒng)（twister-optimized RNA for durable overexpression）被報(bào)道用于細(xì)胞或在體環(huán)境中，利用廣泛存在的RtcB連接酶產(chǎn)生環(huán)形RNA（NBT 2019）。基于上述研究，在同期的Nature Biomedical Engineering上，來自University of California San Diego的Prashant Mali團(tuán)隊(duì)發(fā)表了兩種優(yōu)化環(huán)形RNA生成的方法：基于PIE的體外環(huán)化ocRNA（outside-developed circular RNAs）和基于Tornodo的胞內(nèi)環(huán)化icRNA（inside-developed circular RNAs）。隨后，該團(tuán)隊(duì)將ocRNA和icRNA應(yīng)用于干細(xì)胞分化工程和細(xì)胞基因組編輯工程，并開發(fā)了蛋白質(zhì)去免疫原性的工程改造方法以篩選Cas9變體，還將這些變體以ocRNA/icRNA的形式遞送，用于基因組編輯。

陳玲玲研究員的特邀專評(píng)詳細(xì)論述了ocRNA和icRNA的成環(huán)過程。 ocRNA經(jīng)過Twister核酶自我切割去除具有免疫原性的5'磷酸基團(tuán)，通過兩端互補(bǔ)序列靠近形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)，由自催化II型內(nèi)含子發(fā)生剪接產(chǎn)生。與ocRNA不同的是，icRNA不含有自剪接序列，在細(xì)胞內(nèi)通過RtcB連接酶將鄰近的5'和3'末端通過羥基和2',3'-環(huán)狀磷酸連接產(chǎn)生。在環(huán)形RNA應(yīng)用方面，陳玲玲研究員對(duì)ocRNA和icRNA的成環(huán)效率、外源引入序列的安全性提出了新的問題和展望。陳玲玲研究團(tuán)隊(duì)長期致力于非編碼RNA生物學(xué)研究，聚焦長非編碼RNA新家族和功能的發(fā)現(xiàn)、環(huán)形RNA加工與功能解析等，推動(dòng)了RNA作用機(jī)制與應(yīng)用領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

分子細(xì)胞卓越中心博士后王瀟和助理研究員黃友葵為該論文共同第一作者，陳玲玲研究員為該論文通訊作者。

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41551-024-01262-y

兩種環(huán)形RNA環(huán)化策略