案例二：拟南芥热胁迫下 circRNA 表达谱分析
研究背景
环境温度波动是影响农作物产量是否稳定的主要因素，研究植物热胁迫应答和适应机制十分重要。已有研究证明热休克蛋白HSPs 及因子 HSFs、活性氧 ROS、磷脂通路、植物激素串扰是植物热刺激应答的关键因素；非编码 RNA，如 miRNA 和 lncRNA 在多种植物热刺激应答中也发挥调控作用，但拟南芥中 circRNA 是否对热刺激存在应答调控并不清楚。
研究内容
本次实验对热刺激处理前后拟南芥种子进行全转录组测序，共得到 1599 个新 circRNAs 和 1583 个热刺激特异性表达circRNAs。分析发现，热刺激能增强 circRNA 成环能力、增加 circRNA 长度和所含外显子数目。进一步表明，circRNA 可以作为 ceRNA 分 子参与植物热刺激应答调控。
研究结果
1. 对拟南芥种子进行热刺激处理前后，进行全转录组测序，共得到 2165 个 circRNAs（含 1599 个新 circRNAs），两组circRNAs 分别为 1583 个和 488 个，表明热刺激能促进 circRNA 富集，且主要是核内而非质粒或线粒体 circRNA 形成。
2. 对 25 个新 circRNAs 进行 qPCR 验证，其中 3 个 circRNAs 能特异性在热刺激后种子中表达。
3. 对热刺激处理前后 circRNA 的特征进行分析，表明热刺激能增加 circRNA 长度和外显子数量；并能强化外显子环化信号促进 circRNA 成环，但对外显子跳跃 SKIP 形成线性分子无影响。
4. 对 439 个差异 circRNAs 及其母源 mRNA 进行表达量相关性分析，70% 为正相关，表明热刺激下 circRNA 的表达与其母源 mRNA 的表达正相关。
5. ceRNA 预测表明，20 个 circRNAs 能通过吸附 miRNA 调控 91 个 mRNA 的表达，而这些 mRNA 则主要参与热、H 2 O 2 、水杨酸、乙烯等与耐热性相关的信号通路。
参考文献
Pan T, Sun X, Liu Y, et al. Heat stress alters genome-wide profiles of circular RNAs in Arabidopsis. Plant Mol Biol2018; 96(3): 217-229. (IF: 3.543)
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