随着研究的进展，非编码RNA被发现突破了传统的定义，可通过编码序列元件，与核糖体结合，直接编码功能性蛋白。circRNA编码蛋白的功能在非编码RNA中研究最为广泛。本研究以"circRNA"、"encode"和"translation"作为关键词，对PubMed以及Web of Science数据库进行检索，对文献进行筛选和引用检索，对circRNA的翻译机制、相关研究方法以及与疾病的相关性进行综述。circRNA可通过非帽依赖途径翻译蛋白质。多种分子技术、尤其是蛋白质谱分析对circRNA编码蛋白独特肽段的鉴定，对于证实circRNA编码蛋白的存在具有重要的价值。CircRNA编码蛋白参与消化、神经、泌尿、乳腺等多个系统疾病的调控，具有成为疾病诊断和治疗新靶标的潜力。本文对circRNA翻译领域的理论基础、现有实验方法和疾病相关研究进行了全面的归纳，为后续的诊断和治疗靶标开发提供了线索。

内部核糖体进入位点(Internal ribosome entry site,IRES)是一种存在于RNA内部的特殊功能元件,其可在不依赖5'端帽子结构的情况下直接招募核糖体启动蛋白翻译,已被发现与多种细胞过程密切相关.近来,越来越多的证据表明IRES在环形RNA翻译调控中扮演着极其重要的角色,由此IRES引起人们的极大关注.本文针对目前真核细胞中IRES介导的翻译调控机制进行了综述,并对IRES元件相关生物信息学工具进行了总结.

环状RNA(CircRNA)是一类具有连续、共价闭合、环状结构的单链RNA,生成机制与线性RNA存在较大差异.目前研究已发现部分CircRNA可以通过内部核糖体进入位点、N6-甲基腺苷和滚环翻译等非帽依赖性蛋白翻译机制来编码蛋白质,且编码的蛋白质可进一步通过蛋白诱饵或其他作用机制来调控同源线性蛋白质或下游信号通路,进而发挥生物学功能.已有研究表明CircRNA在各种疾病发生发展中发挥重要作用,特别是参与肿瘤生长增殖、侵袭转移和免疫调节等发生发展过程中.因此,通过阐明编码CircRNA产生的蛋白质在肿瘤发生发展中的表达情况和作用机制,有望为肿瘤诊治提供新的肿瘤标志物和潜在靶点.

环状RNA(circular RNAs,circRNAs)是一类含共价闭合环的内源性非编码RNA,有别于同一基因转录的线性转录本,具有其独立的功能.circRNA由顺式调控元件和反式因子调控的"反向剪接"过程产生,闭合环状结构使其不容易被外切酶降解而具有高度保守性,circRNA可通过调控基因转录、充当miRNA分子海绵、与RNA结合蛋白相互作用等方式发挥重要生物学功能.近年研究显示部分circRNA在细胞内可被有效地翻译为多肽,这对我们探索circRNA在疾病中的作用有了新的启发.在circRNA序列中,开放阅读框、N6-甲基腺苷修饰以及内部核糖体"进入位点"的存在表明了其通过非帽依赖的翻译起始机制进行编码蛋白的潜力.本文对circRNA可能的翻译机制以及circRNA编码的蛋白在肿瘤发生发展中的作用进行综述,以期为肿瘤诊断、治疗提供参考.

真核生物除了传统的帽依赖型翻译机制外,还存在内部核糖体进入位点(internal ribosome entry site,IRES)介导的翻译机制.雌激素受体2(estrogen receptor 2,ESR2)是雌激素受体家族成员之一,其编码的蛋白质在许多肿瘤中发挥重要的作用.ESR2蛋白的异常表达会导致众多肿瘤的发生,但其蛋白质翻译水平的调控机制至今仍不清楚.研究发现,在药物刺激的条件下,乳腺癌细胞MCF7/WT中ESR2蛋白的表达提高,但是其转录水平基本未见发生改变.猜测ESR2 mRNA5'非翻译区(5'untranslated region,5'UTR)具有IRES活性.为了验证ESR2 mRNA 5'UTR是否具有IRES元件,将ESR2 mRNA 5'UTR插入到双顺反子报告基因载体(pRF)中,构建pRL-ESR2-FL重组质粒载体,将其瞬时转染到HEK293细胞.结果发现,ESR2 mRNA 5'UTR有假定的IRES活性.并且通过3个排除实验验证了ESR2 IRES活性与其5'UTR中的内部潜在启动子(P＜0.0001)、内部剪切位点以及核糖体通读无关.进一步对其序列进行截短研究发现,ESR2 IRES活性发挥的关键区域是3’端的439 ～468 nt,且ESR2 IRES最大活性的发挥依赖于5'UTR序列的完整性.并且发现,ESR2 IRES活性的发挥不但需要特定的一级核酸序列,还要有稳定的二级茎环结构.此研究有望为ESR2蛋白调控的相关疾病提供新的药物治疗靶点.

环形RNA是一类广泛存在于真核细胞的内源性RNA,其由前体RNA反向剪接形成,呈闭环结构,没有5'端帽子结构及3'端polyA尾巴.一直以来,环形RNA被认为没有编码能力,不能编码蛋白质,只是作为microRNA"海绵"等方式,发挥调控功能.然而,近年来随着对环形RNA研究的不断深入,部分环形RNA被发现可通过非帽依赖翻译起始机制编码蛋白质.并且,环形RNA编码的蛋白质被证实在多个细胞过程中发挥着至关重要的作用.对目前环形RNA编码蛋白的研究现状进行综述,并对目前环形RNA编码蛋白的相关生物信息学工具进行了总结.

登革病毒(Dengue virus,DENV)为正链RNA黄病毒,其基因组进入宿主细胞后经历了蛋白翻译和正链-负链-正链的RNA复制过程,病毒基因组的5'末端区域和3'末端区域的RNA序列和结构在上述过程中发挥不同的功能,病毒自身因此能更好地完成其生命活动.本文对DENV基因组末端区域各个序列和结构的基本功能,帽子结构依赖或非经典的非帽非IRES依赖的蛋白翻译,以环化为核心的5'-3'RNA长程相互作用的复制方式和3'UTR进化出的重复序列及串联结构在适应不同宿主所发挥的功能进行综述.

目的 初步探索新型冠状病毒(SARS-CoV-2)基因组5'非翻译区(5'UTRs)中的内部核糖体进入位点(IRESs),分析其翻译机制.方法 对SARS-CoV-2基因组5'UTR进行序列比对和GC含量分析,用Mfold软件模拟RNA二级结构,用IRESfinder和IRESpy软件预测IRESs,并结合二级结构特征分析其翻译机制.结果 SARS-CoV-2基因组5'UTR中均含有IRESs.结合茎环结构特征,判断其IRESs属于第三类或第四类病毒IRESs,在真核起始因子和IRES反式作用因子的帮助下能直接招募核糖体.结论 SARS-CoV-2基因组中存在的IRES元件提示,SARS-CoV-2基因组可通过帽子依赖和非帽依赖两种机制起始翻译,大量抢夺宿主细胞的蛋白质表达系统,在完成自身病毒颗粒复制的同时阻断宿主细胞的生长.

Circular RNA(CircRNA)即环状RNA,是一类在真核细胞中含量丰富,且具有重要的生物学功能的RNA分子.已有研究表明CircRNA存在非帽依赖的蛋白翻译机制,其编码的蛋白产物对癌症发生发展和寿命等方面发挥着非常重要的调控作用.本文就CircRNA的翻译机制及其产物功能等研究热点予以综述.