环状RNA是一种具有环状结构的RNA分子，由前体RNA反向剪接而成。由于环状RNA比线性RNA更稳定，不易被核酸外切酶降解，环状RNA可作为疾病诊断的生物标志物，也可作为疫苗或治疗药物，具有重要的基础和临床应用前景。
由于缺乏在细胞内外制备环RNA的有效策略，环RNA在组织和细胞中的生物学功能没有得到充分的研究，这在很大程度上限制了对环RNA的进一步理解和应用。因此，迫切需要一种高效、准确、简单的合成环RNA的方法。
近日，经过五年的潜心研究，北京医院临床生物样本管理中心的研究员团队在牛津大学出版社的期刊上进行了五年的潜心研究《Nucleic Acids Research》（Q1区，影响因素:14.9)发表题为“A precise and efficient circular RNA synthesis system based on a ribozyme derived from Tetrahymena thermophila(中文译名:基于嗜热四膜虫核酶的高效精确环状RNA合成系统)的研究论文。该团队提出了一种高效的RNA环化策略，可以在体外和哺乳细胞中实现精确高效的环状RNA序列合成，不仅可以用于细胞内环状RNA的生物功能研究，还可以为大规模生产环状MRNA疫苗或治疗药物提供先进的技术平台。
由北京医院肖飞研究员、于雪主任医师、邹丽辉副研究员领导的研究团队完成了本研究的所有实验工作和数据分析。第一个作者是崔敬宜博士。该团队从扩大环状RNA生物功能的研究开始，利用嗜热四膜虫I组含子的核酶（Ribozyme）建立了高效、准确、简单的RNA环化战略，在实践中取得了突破。
这种环化策略是将目标RNA序列插入Ribozyme的下游，并在上游添加一个互补的反义区域来辅助环化，目标RNA序列通过Ribozyme自剪接环化。本研究利用该环化策略环化DNMT1， CDR1as, FOXO3和HIPK3基因发现其环化效率明显高于经典侧翼内含子互补序列（ICSs）与天然环状RNA一致的生物学功能可以保留介导的环化方法。本研究进一步建立了基于Ribozyme的环形MRNA制备系统，通过在合成环形RNA上游添加优化的IRES序列，实现了环形MRNA的翻译和蛋白质表达。
本研究成功建立了基于嗜热四膜虫Ribozyme高效准确的RNA环化策略，可用于细胞内环状RNA的功能研究，无需在环化过程中引入额外的核苷酸。同时，该技术也可用于体外大规模制备环状MRNA，然后应用于环状MRNA疫苗开发和环状MRNA蛋白质表达药物。
论文链接：
https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkad554/72093
撰稿人：老年医学研究所： 崔敬宜 邹丽辉
临床生物样本管理中心 肖飞
科研处 张鹏俊
宣传处 孔竞 孟令芸
主编：孔竞 制片人：黄贵平
编辑制作：宣传处 吴一楠
(原标题:重要进展 | 北京医院肖飞研究员团队建立了一个新的高效RNA环化系统)
