转载自：小张聊科研|微信公众号

小张最近事情太多，除了家里的事情外，团队内部也在进行培训，最近培训的主题是把这几年所谓的“热点”进行梳理和系统的更新，所以文章解读做的少了一些，对应的相对多发了一些粉丝投稿，质量也是参差不齐，中间还因为投稿的文章涉及版权删掉了，中间几经波折，就不多说了。

在培训的内容里面有一个“热点”是circRNA，除了最为常见的ceRNA机制外，我们还梳理了5个新的方向，其中一个就是今天我们要介绍的——circRNA通过翻译的肽段发挥功能参与疾病的发生发展。

图片来源：A comprehensive review of circRNA: from purification and identification to disease marker potential

circRNA从定义上说属于非编码RNA的范畴，照说非编码RNA翻译肽段有点不那么正经，有点像下蛋公鸡。不过此前已经有文章报导了这一现象，比如

Circ-ZNF609 is a circular RNA that can be translated and functions in myogenesis.Mol Cell. 2017 Apr 6;66(1):22-37.e9.

Extensive translation of circular RNAs driven by N(6)-methyladenosine.Cell Res. 2017 May;27(5):626-641.

A novel protein encoded by the circular form of the SHPRH gene suppresses glioma tumorigenesis.Oncogene. 2018 Mar;37(13):1805-1814.

Novel role of FBXW7 circular RNA in repressing glioma tumorigenesis.J Natl Cancer Inst. 2018 Mar 1;110(3).

实际上，不仅circRNA可以翻译成肽段，lncRNA也可能被翻译，所以我们以前在介绍lncRNA这个作用的时候还提出过新的编码/非编码RNA的定义（这篇文章可能颠覆你对lncRNA的理解……）。如果大家对circRNA这个不太正经的功能感兴趣，还可以看这两篇综述：

Insights into the Noncoding RNA-encoded Peptides.

Hidden Peptides Encoded by Putative Noncoding RNAs.

我们可以对非编码RNA编码肽段有更多的了解：

图片来源：Hidden Peptides Encoded by Putative Noncoding RNAs.

下面我们以最新的一篇发表在Nature Communications杂志上的文章为例来介绍：

A peptide encoded by circular form of LINC-PINT suppresses oncogenic transcriptional elongation in glioblastoma.Nat Commun. 2018; 9: 4475.

本研究共有12家单位参与，其中通讯作者是中山大学附属第一医院的张弩教授，

研究的通讯作者 张弩

下面我们简要来介绍这篇文章的研究思路。

问题1：本文的主角CircPINT是如何找到的？

大致上思路：

（1） 如上图所示，联合circRNA-seq和翻译组学测序（translatome sequencing，对RNC-RNA进行检测的RNC-seq）对正常和胶质瘤的细胞中circRNA进行检测，对两部分显著差异的circRNA取交集得到320条初步备选的circRNA。

（2）接下来，由于研究团队主要关心非编码RNA的基因以及排除编码基因对后续研究的干扰，主要考虑来源母基因是非编码基因的10条circRNA；

（3）通过蛋白编码能力预测进一步发现其中5个具有蛋白编码能力；（4）通过进一步的筛选（可能是通过文献），选择来源于LINC-PINT基因的circRNA进行研究。

说明:

（1）我们可以看到研究分子的数量依据不同的标准从多到少的过程和原因；

（2）关于翻译组学和RNC-Seq：除了大家接触最多的基因组学、转录组学、蛋白组学等，还有很多概念，比如翻译组学（translatome）、降解组学（Degradome）等，其实还是围绕中心法则研究不同的过程的。

在文章中，RNC-seq的全称是ribosome nascent-chain complex-bound RNA sequencing，翻译过来就是核糖体新生链复合物结合的RNA测序，这个技术常用于研究翻译组学，具体操作流程可看文章：

Translating mRNAs strongly correlate to proteins in a multivariate manner and their translationratios are phenotype specific.Nucleic Acids Res. 2013 May;41(9):4743-54.

问题2：CircPINT的基本特性如何（比如肽段编码能力）？

研究的内容包括：

（1）CircPINT主要从LINC-PINT的二号外显子（Exon2）转录，特性是环状RNA并定位于胞浆：

（2）CircPINT可以翻译为肽段PINT87aa。为了说明这个问题，进行了以下实验：

a.分析并验证sORF（short open reading frames），结果在分析到的两个sORF中只有第二个sORF可编码87aa的肽段；

b. 考虑到RNA翻译过程中需要通过IRES（internal ribosome entry site）序列来结合核糖体，因此通过预测+报告基因等实验来确认CircPINT中的IRES序列；

c. 排除产生的肽段是线性RNA产生；

d. 通过特异性抗体进一步验证。

问题3：CircPINT产生的肽段PINT87aa的功能是怎样的？

（1）PINT87aa定位于细胞核；

（2）PINT87aa抑制增殖的体内外功能：

问题4：PINT87aa的是如何发挥作用的，即下游机制是什么？

首先通过免疫沉淀结合质谱鉴定与PINT87aa直接结合的蛋白，结果发现可能与PAF1复合物结合；接下来通过蛋白互作对接分析、共定位观察进一步验证PINT87aa与PAF1复合物的直接作用；

最后阐明PINT87aa如何影响PAF1复合物对下游基因表达的调控，考虑到PAF1复合物的分子功能：招募RNA聚合酶II（Pol II）并调控下游基因转录的mRNA的延长，因此:

（1）干预PINT87aa并对PAF1的下游靶基因CPEB1, SOX-2等的表达进行检测；

（2）ChIP实验证明PINT87aa-PAF1结合CPEB1的基因启动子。最后说明PINT87aa的作用机制是通过与PAF1结合（但不调控其表达水平）影响PAF1与下游基因启动子的结合位置。

最后，我们总结一下文章的主要研究内容：产生于LINC-PINT基因的circRNA CircPINT可编码87个氨基酸的短肽PINT87aa，该PINT87aa可通过与PAF1复合物结合并影响下游基因mRNA的延长发挥抑制胶质瘤的功能。