湖南大学等揭示冠状病毒编码环状RNA的潜力及其功能学术资讯

来源：病毒学界

新型冠状病毒的暴发对全球造成了巨大的影响。近日，湖南大学联合安徽省疾病预防控制中心等单位，在生物信息学国际权威期刊《Briefings in Bioinformatics》在线发表题为“Identificationand characterization of circRNAs encoded by MERS-CoV, SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2”的研究论文，揭示了三种致命的冠状病毒MERS-CoV, SARS-CoV-1 和 SARS-CoV-2编码环状RNA的潜力及其功能。该论文共同第一作者为湖南大学生物学院博士研究生蔡泽娜，卢聪毓和安徽省疾病预防控制中心（安徽省公共卫生研究院）微检室副主任何军，通讯作者为湖南大学生物学院、医学病毒学湖南省重点实验室副教授彭友松。

图1：论文首页截图。

环状RNA是一类具有封闭环状结构的RNA分子，比线性RNA更稳定，不易降解。目前对于环状RNA的研究主要集中在人类，动物和植物，而对病毒编码的环状RNA研究较少。研究团队在之前的工作中，通过整合与分析挖掘公共数据库中病毒感染相关的RNA测序数据，从23种病毒物种中鉴定到了超过1万种病毒编码的环状RNA分子，并建立了首个病毒编码的环状RNA数据库VirusCircBase

疫情暴发之后，针对SARS-CoV-2的研究产生了大量的高通量测序数据。在此基础上，本团队通过对公共数据库中三种冠状病毒MERS-CoV, SARS-CoV-1 和 SARS-CoV-2感染相关的高通量测序数据进行计算分析，发现三种病毒均编码大量的环状RNA。大部分环状RNA分子的表达量很低，而且主要在感染后期表达。虽然SARS-CoV-2与SARS-CoV的基因组高度相似（80%左右的序列一致性），但是前者编码环状RNA的能力远大于后者；与SARS-CoV-1/2相比，MERS-CoV在基因组各个区域编码环状RNA的能力均更为突出（如图2）。

图2：三种冠状病毒编码的环状RNA分子在基因组上的分布。

通过内源竞争性RNA（ceRNA）网络分析发现，MERS-CoV感染早期编码的环状RNA分子主要与mRNA剪切和处理相关，而感染晚期编码的环状RNA分子的功能非常多样，包括病毒感染，代谢等；SARS-CoV-2感染晚期编码的环状RNA分子主要参与活性氧应答，以及乙醇，脂肪酸，胆固醇等的代谢功能（图3）。该研究表明，病毒编码的环状RNA分子在三种病毒感染过程中发挥了不同的作用。图3：SARS-CoV-2编码的环状RNA分子的功能富集分析。

本研究是首次发现三种冠状病毒具有潜在编码环状RNA的能力，相关数据已经存储到病毒环状RNA数据库VirusCircBase （http://www.computationalbiology.cn/ViruscircBase/home.html）,为进一步研究冠状病毒编码的环状RNA提供了基础与数据支撑。相关结果于2020年12月2日在线发表于生物信息学国际权威期刊《Briefings in Bioinformatics》。

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