植物環(huán)狀RNA（circRNA）的形成及作用機(jī)制研究進(jìn)展

收稿日期：2024-02-29

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31901503）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新基金項(xiàng)目[CX（23）1001-1]；江蘇省農(nóng)業(yè)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重大自主科研項(xiàng)目（JKLA2021-ZD02）；國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-12）；科技創(chuàng)新重大項(xiàng)目子課題（2023ZD0404203）

作者簡(jiǎn)介：王 婷（1998-），女，江蘇泰興人，碩士研究生，主要從事油菜分子遺傳及比較基因組學(xué)研究。（E-mail）1433934826@qq.com。郭月為共同第一作者。

通訊作者：胡茂龍，（E-mail）huml@jaas.ac.cn

摘要： 環(huán)狀RNA（Circular RNA， circRNA）是一類特殊的非編碼RNA，其在生物體中廣泛存在，是目前RNA領(lǐng)域最新的研究熱點(diǎn)。本文通過詳細(xì)對(duì)比分析動(dòng)植物circRNA，綜述植物circRNA的形成機(jī)制以及功能作用機(jī)理，為進(jìn)一步深入研究植物circRNA提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 植物環(huán)狀RNA；形成機(jī)制；作用機(jī)理

中圖分類號(hào)： Q752"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A"" 文章編號(hào)： 1000-4440（2024）10-1976-09

Research progress on mechanisms of formation and function of circular RNA （circRNA） in plants

WANG Ting^1，2， GUO Yue²， PENG Qi²， ZHANG Jiefu²， HU Maolong^{1，2，3}

（1.School of Life Sciences， Jiangsu University， Zhenjiang 212013， China;2.Institute of Industrial Crops， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/Nanjing Sub-center， National Center of Oil Crops Improvement/Key Laboratory of Cotton and Rapeseed lt;Nanjinggt;， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Provincial Key Laboratory of Agrobiology， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China;3.College of Agriculture， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， China）

Abstract： Circular RNA （circRNA） is a unique class of non-coding RNA， which exists widely in various organisms and has become the latest hot research topic in the field of RNA. This paper reviewed the formation mechanism and functional mechanism of plant circRNA based on the detailed comparative analysis of plant and animal circRNA， which could provide a basis for further in-depth research on plant circRNA.

Key words： plant circular RNA;formation mechanism;action mechanism

在植物細(xì)胞中，根據(jù)RNA是否具有編碼作用，可將其分為2類（圖1），一類為編碼蛋白質(zhì)的信使RNA（mRNA），另一類為非編碼RNA（ncRNA）^[1]。非編碼RNA又可以進(jìn)一步分為長鏈非編碼RNA（lncRNA）和短鏈非編碼RNA（sncRNA）^[2-3]，其中短鏈非編碼RNA包括核糖體RNA（rRNA）、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）、小RNA（miRNA）、小干擾RNA（siRNA）、小核RNA（snRNA）等。而環(huán)狀RNA（circRNA）則是一種特殊的lncRNA^[1，4]。

1976年，Sanger等^[5]在研究植物類病毒時(shí)首次發(fā)現(xiàn)了單鏈閉合RNA，隨后陸續(xù)有研究發(fā)現(xiàn)在酵母線粒體^[6]、動(dòng)物病毒——丁型肝炎病毒^[7]、人類結(jié)腸癌缺失細(xì)胞轉(zhuǎn)錄本^[8]中都包含1個(gè)或多個(gè)環(huán)狀轉(zhuǎn)錄本。然而由于circRNA呈封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，表達(dá)量低以及當(dāng)時(shí)檢測(cè)手段的局限性，circRNA在最初很長時(shí)間里被認(rèn)為是錯(cuò)誤剪接的副產(chǎn)物。直到2012年，Salzman等^[9]通過RNA-Seq方法首次在人體內(nèi)鑒定出約80個(gè)circRNA，并確定形成circRNA的特殊剪接方式為反向剪接，從而證實(shí)circRNA普遍存在于基因表達(dá)過程中。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合成熟的生物信息學(xué)分析和分子鑒定手段，研究者們發(fā)現(xiàn)circRNA在動(dòng)植物中廣泛存在并發(fā)揮重要作用，circRNA逐漸成為非編碼RNA領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。圖2A展示了以“circRNA”為關(guān)鍵詞在PubMed數(shù)據(jù)庫（https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/）中獲得的自2012年至2024年近13年的相關(guān)文獻(xiàn)，圖2B則是以“plant circRNA”為關(guān)鍵詞在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中獲得的相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)果表明，有關(guān)circRNA的研究文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量逐年增加，在2022年達(dá)到頂峰，但與關(guān)于動(dòng)物環(huán)狀RNA的大量研究相比，植物環(huán)狀RNA的研究仍處在起步階段。

circRNA全稱為circular RNA，廣泛存在于真核生物中，絕大部分在細(xì)胞質(zhì)中富集。它通過前體信使RNA（Pre-mRNA）的反向剪接產(chǎn)生，然后5′端和3′端共價(jià)結(jié)合形成閉合結(jié)構(gòu)，不具有如線性RNA般典型的5′端帽子和3′端poly（A）尾巴，因此能夠不受RNA外切酶的影響，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，半衰期長，不易降解^[10-11]。circRNA在動(dòng)植物中的主要作用為調(diào)控編碼RNA的表達(dá)、與蛋白質(zhì)結(jié)合形成二元或多元復(fù)合物協(xié)同調(diào)控靶基因的活性等^[12]。在植物生長發(fā)育的不同階段和逆境脅迫中均有發(fā)現(xiàn)circRNA，但相對(duì)于動(dòng)物circRNA，植物circRNA形成機(jī)制僅停留在概念層面，缺乏系統(tǒng)性的闡述。因此，本綜述著重系統(tǒng)總結(jié)動(dòng)植物circRNA的形成機(jī)制，并進(jìn)行差異比較，探討3類成環(huán)機(jī)制并補(bǔ)充說明涉及轉(zhuǎn)座子、可變剪接以及側(cè)翼內(nèi)含子高度甲基化等植物circRNA形成機(jī)制，為植物circRNA功能的深入研究提供基礎(chǔ)。

1 植物circRNA的形成機(jī)制

與傳統(tǒng)線性RNA（linear RNA， 含5′和3′末端）不同，circRNA主要由前體信使RNA通過反向剪接，以單個(gè)或多個(gè)外顯子成環(huán)，或夾雜內(nèi)含子序列形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)^[13]（圖3）。經(jīng)典的線性RNA剪接方式是通過識(shí)別內(nèi)含子中的5′端剪接位點(diǎn)（GU）和3′端剪接位點(diǎn)（AG），將前后外顯子正向相連，除去內(nèi)含子，形成成熟的線性RNA，包含有5′端帽子結(jié)構(gòu)和3′端Poly（A）尾巴結(jié)構(gòu)^[14]。而circRNA則是將外顯子的上游5′端和下游3′端反向剪接形成閉合環(huán)狀（圖3）^[15]。

動(dòng)物circRNA形成機(jī)制早已明確，成環(huán)機(jī)制主要分為兩大類^[16]：內(nèi)含子配對(duì)驅(qū)動(dòng)環(huán)化機(jī)制以及套索驅(qū)動(dòng)環(huán)化機(jī)制。內(nèi)含子配對(duì)驅(qū)動(dòng)環(huán)化機(jī)制（圖4A）是由于circRNA兩側(cè)內(nèi)含子上具有互補(bǔ)序列，使得外顯子5′端剪接受體位點(diǎn)（SA）和3′端剪接供體位點(diǎn)（SD）直接配對(duì)，2個(gè)內(nèi)含子結(jié)合，最終使外顯子環(huán)化；套索驅(qū)動(dòng)環(huán)化機(jī)制（圖4B）則是通過外顯子跳躍在內(nèi)含子上由SA和SD相互靠近連接形成1個(gè)含有外顯子的套索狀結(jié)構(gòu)，隨后內(nèi)含子被移除，形成1個(gè)circRNA。有時(shí)，從分支結(jié)構(gòu)脫離的內(nèi)含子套索也會(huì)產(chǎn)生circRNA。

兩種機(jī)制得以進(jìn)行的基礎(chǔ)是在內(nèi)含子上有大量Alu元件存在，Alu本身是一段相對(duì)保守的大約200 bp的反向互補(bǔ)重復(fù)序列，在內(nèi)含子上大量存在，能夠促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄剪切^[17]。除了兩大經(jīng)典機(jī)制外，還可以通過RNA結(jié)合蛋白質(zhì)（RBP）的二聚化或RBP與側(cè)翼內(nèi)含子中的特定序列結(jié)合使得SA和SD接近，即RNA結(jié)合蛋白質(zhì)驅(qū)動(dòng)化（圖4A）。但是，一些RBP在circRNA的形成過程中有時(shí)也會(huì)起到消極作用。例如，ADAR（作用于RNA的特異性腺苷脫氨酶）和DHX9（RNA解旋酶）會(huì)通過破壞反向重復(fù)元件之間的堿基配對(duì)，進(jìn)而抑制circRNA的形成（圖4A）^[15]。

與動(dòng)物不同，大多數(shù)植物circRNA側(cè)翼內(nèi)含子序列中的反向互補(bǔ)重復(fù)序列（Alu元件）很少，例如Ye等^[4]在擬南芥5 152個(gè)外顯子circRNA中僅發(fā)現(xiàn)1個(gè)circRNA的側(cè)翼內(nèi)含子存在長度大于15 nt的反向互補(bǔ)序列；Lu等^[18]發(fā)現(xiàn)水稻中僅約0.85%的側(cè)翼內(nèi)含子序列中含有大于18 nt的互補(bǔ)序列；葡萄中1 432種circRNA中，只有85種circRNA的側(cè)翼內(nèi)含子序列中含有反向互補(bǔ)序列^[19]。這些結(jié)果表明，植物中只有少數(shù)circRNA的形成受到側(cè)翼互補(bǔ)序列的調(diào)控，動(dòng)物中的內(nèi)含子配對(duì)驅(qū)動(dòng)環(huán)化機(jī)制以及套索驅(qū)動(dòng)環(huán)化機(jī)制兩大經(jīng)典環(huán)化機(jī)制也許并不是植物circRNA形成的主要機(jī)制。

近年來陸續(xù)有研究發(fā)現(xiàn)，植物circRNA的形成依靠多種不同的機(jī)制進(jìn)行調(diào)節(jié)。Chen等^[20]在玉米中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子可能參與circRNA的形成并進(jìn)一步調(diào)控表型變異；Wang等^[14]通過對(duì)11種植物測(cè)序研究發(fā)現(xiàn)，植物中circRNA的形成可能與可變剪接有關(guān)；Philips等^[12]在擬南芥中發(fā)現(xiàn)，circRNA在剪接相關(guān)突變體cbp80、c2h2和flk中顯著增加和積累，表明植物circRNA的形成受到剪接因子的影響；Zhang等^[21]在毛竹中發(fā)現(xiàn)circRNA的側(cè)翼內(nèi)含子高度甲基化可能促進(jìn)circRNA的形成。因此，就目前現(xiàn)有的研究結(jié)果來看，植物中circRNA的形成機(jī)制更加復(fù)雜多樣，具體的機(jī)制仍需進(jìn)一步的深入研究與探索。

2 植物circRNA的作用機(jī)制

circRNA作為非編碼RNA家族的新成員，其作用機(jī)制在很大程度上仍然未知，目前認(rèn)可度較高的主要有3種，分別為circRNA通過競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA機(jī)制（ceRNA）作為分子海綿結(jié)合mRNA進(jìn)而調(diào)控其表達(dá)；具有潛在的蛋白質(zhì)翻譯作用以及通過調(diào)控親本基因的轉(zhuǎn)錄參與生命活動(dòng)^[22-23]。

2.1 miRNA分子海綿

miRNA是生物體內(nèi)最短的具有生物學(xué)功能的非編碼RNA，能參與基因的調(diào)控。正常轉(zhuǎn)錄過程中，miRNA會(huì)與mRNA結(jié)合而抑制靶基因的表達(dá)。與線性RNA只能在3′端poly（A）尾巴處吸附miRNA不同，circRNA的環(huán)狀結(jié)構(gòu)上富含miRNA結(jié)合位點(diǎn)，1個(gè)circRNA能吸附幾十甚至上百個(gè)miRNA，起到分子海綿作用，這導(dǎo)致本應(yīng)結(jié)合在mRNA上的miRNA被circRNA奪走，解除miRNA對(duì)mRNA的抑制作用，最終提高了靶基因的表達(dá)水平，這一作用機(jī)制被稱為ceRNA機(jī)制（圖5），并且此機(jī)制是目前circRNA領(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn)^[24]。

在人和動(dòng)物正常的體內(nèi)環(huán)境下，ceRNA機(jī)制處于一種平衡狀態(tài)。當(dāng)平衡被打破時(shí)則會(huì)導(dǎo)致生命活動(dòng)發(fā)生紊亂，出現(xiàn)各種非正常性狀，進(jìn)而引起疾病發(fā)生^[25]。Hansen等^[26]在研究人和小鼠腦組織時(shí)，首次發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)一種高表達(dá)的circRNA分子，能充當(dāng)一種小RNA（miR-7）的海綿，被稱為ciRS-7，它是由小腦變性相關(guān)蛋白質(zhì)1（CDR1as）反義形成的circRNA分子，全長將近3 000 nt，約含有70個(gè)miR-7結(jié)合位點(diǎn)，能和Ago2蛋白形成復(fù)合物。Memczak等^[27]研究發(fā)現(xiàn)，ciRS-7上調(diào)或miR-7敲除會(huì)損害斑馬魚中腦的發(fā)育。目前關(guān)于動(dòng)物circRNA的研究多集中于某一個(gè)circRNA能通過吸附某一個(gè)miRNA或多個(gè)miRNA對(duì)mRNA進(jìn)行調(diào)控，從而影響到某個(gè)疾病的發(fā)展，如circHIPK3可吸附miR-558，通過其靶標(biāo)mRNA進(jìn)而抑制膀胱癌細(xì)胞肝素酶的表達(dá)，為治療膀胱癌提供新的治療靶點(diǎn)^[28]。

關(guān)于植物circRNA作為miRNA分子海綿的作用鮮有報(bào)道。因?yàn)楫a(chǎn)生circRNA的基因組區(qū)域中具有的miRNA結(jié)合位點(diǎn)不像在動(dòng)物中，尚未形成明確的植物中的數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)致目前鑒定到的植物circRNA都只是預(yù)測(cè)到潛在miRNA結(jié)合位點(diǎn)。例如水稻和擬南芥中分別有6.6%和5.0%的circRNA被預(yù)測(cè)為miRNA的潛在靶標(biāo)^[4]，在番茄中發(fā)現(xiàn)102個(gè)circRNA可以作為24個(gè)miRNA的潛在靶標(biāo)^[29]；在玉米中發(fā)現(xiàn)2 804個(gè)circRNA中有15個(gè)miRNA結(jié)合位點(diǎn)^[20]；在獲得circRNA及其親本基因的全長堿基序列之前，很難區(qū)分預(yù)測(cè)的miRNA結(jié)合位點(diǎn)是屬于線性轉(zhuǎn)錄本還是circRNA轉(zhuǎn)錄本。因此，在植物中circRNA作為miRNA靶標(biāo)的推斷仍然是初步的，需要后續(xù)深入的試驗(yàn)驗(yàn)證。

2.2 潛在翻譯作用

正常情況下，經(jīng)典的帽依賴型蛋白質(zhì)翻譯機(jī)制需先識(shí)別信使RNA的5′端，由于circRNA缺乏5′帽子結(jié)構(gòu)所以不能翻譯成蛋白質(zhì)或肽。然而，近年來研究發(fā)現(xiàn)，部分circRNA可通過帽非依賴型蛋白質(zhì)翻譯機(jī)制的識(shí)別序列[內(nèi)部核糖體進(jìn)入點(diǎn)（IRES）或m6A]修飾激活翻譯（圖6）。Legnini等^[30]對(duì)小鼠和人成肌細(xì)胞體外分化過程中circRNA進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其中Circ-ZNF609包含1個(gè)開放讀碼閱讀框（ORF），具有起始密碼子和終止密碼子，能通過IRES翻譯成蛋白質(zhì)；Yang等^[31]在人類細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)多種序列可以作為IRES驅(qū)動(dòng)circRNA翻譯，并且進(jìn)一步證明circRNA含有廣泛的m6A修飾，通過帽非依賴型方式激活蛋白質(zhì)翻譯。

植物中circRNA也可預(yù)測(cè)出上述2種方式的編碼潛力，并且絕大多數(shù)通過IRES進(jìn)行蛋白質(zhì)編碼。例如，大豆中有165個(gè)circRNA含有至少1個(gè)IRES元件和1個(gè)ORF，表明它們具有編碼多肽或蛋白質(zhì)的潛力^[32]；玉米中預(yù)測(cè)到229個(gè)circRNA 具有編碼潛力，且在所有已鑒定的circRNA中，大多數(shù)circRNA的長度為150～450 bp，而大多數(shù)具有編碼潛力的circRNA的長度則大于750 bp，因此，較長的circRNA具有更高的編碼潛力^[10]。植物中關(guān)于circRNA通過m6A修飾進(jìn)行蛋白質(zhì)編碼的相關(guān)研究直至2020年才有報(bào)道，Wang等^[33]開發(fā)了1種利用納米孔DRS檢測(cè)circRNA中m6A修飾精確位置的新方法，鑒定出毛竹幼苗中約10%的外顯子circRNA含有m6A修飾，主要分布在受體和供體剪接位點(diǎn)附近，可能具有編碼蛋白質(zhì)的潛能。

2.3 調(diào)控親本基因轉(zhuǎn)錄

研究結(jié)果表明，circRNA與其親本基因也有一定的相關(guān)性，在響應(yīng)水稻磷脅迫的circRNA中，Ye等^[4]鑒定了27個(gè)差異表達(dá)的circRNA，其中6個(gè)和21個(gè)在磷缺失后分別出現(xiàn)了顯著的上調(diào)和下調(diào)，進(jìn)一步研究這27個(gè)磷缺失應(yīng)答circRNA的親本基因表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)其中11個(gè)親本基因也存在差異表達(dá)，并且在11個(gè)差異表達(dá)的親本基因中，有10個(gè)與其對(duì)應(yīng)的circRNA具有共同的表達(dá)趨勢(shì)，這表明在磷缺失應(yīng)激過程中circRNA及其親本基因存在協(xié)同調(diào)節(jié)；此外，Tong等^[34]研究發(fā)現(xiàn)，茶樹circRNA的表達(dá)量在葉芽和幼嫩葉片中均與親本基因表達(dá)量呈正相關(guān)，這些研究結(jié)果都表明circRNA和其親本基因表達(dá)量呈正相關(guān)。但是circRNA與其親本基因表達(dá)量呈正相關(guān)的具體調(diào)節(jié)機(jī)制尚未有明確報(bào)道，研究推測(cè)可能在一定條件下，circRNA能通過充當(dāng)miRNA海綿進(jìn)而正向調(diào)節(jié)親本基因的表達(dá)^[35]。

circRNA也會(huì)對(duì)親本基因的表達(dá)量進(jìn)行一定程度的負(fù)調(diào)控。Wang等^[36]通過計(jì)算毛竹中circRNA與其線性RNA之間的相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)，共有287種circRNA負(fù)調(diào)控其同源信使RNA表達(dá)，這表明circRNA可以降低其親本基因的信使RNA表達(dá)水平。原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化試驗(yàn)結(jié)果表明，過表達(dá)由轉(zhuǎn)錄因子產(chǎn)生的circ-bHLH93會(huì)減少其線性轉(zhuǎn)錄物的表達(dá)；Tan等^[37]在番茄中過表達(dá)一種來自八氫番茄紅素合成酶1（PSY1）的circRNA，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)中PSY1的信使RNA表達(dá)量、番茄紅素和β-胡蘿卜素的積累顯著降低，可能是由circRNA持續(xù)高表達(dá)從而抑制對(duì)應(yīng)的線性RNA表達(dá)導(dǎo)致的。此外，circRNA還能通過與親本基因組序列堿基配對(duì)形成R環(huán)結(jié)構(gòu)（R-loop）進(jìn)行負(fù)調(diào)節(jié)親本基因的表達(dá)（圖7）。R-loop是指當(dāng)某些基因轉(zhuǎn)錄形成的RNA分子難與模板鏈分離時(shí)形成的RNA-DNA雜交體，此時(shí)非模板鏈與RNA-DNA雜交體共同構(gòu)成三股核酸結(jié)構(gòu)^[38]。為研究與R-loop結(jié)構(gòu)相關(guān)的circRNA對(duì)親本基因調(diào)控的影響，Liu等^[39]在毛果楊中開發(fā)了高效轉(zhuǎn)染原生質(zhì)體的circ-IRX7富集R-loop結(jié)構(gòu)，過表達(dá)circ-IRX7后，與空載體對(duì)照相比，過表達(dá)circ-IRX7增加了R-loop結(jié)構(gòu)的水平，導(dǎo)致親本基因PtrIRX7-I1表達(dá)水平降低。同時(shí)，選擇沒有R-loop結(jié)構(gòu)的circ-GUX1進(jìn)行相同試驗(yàn)，未觀察到circ-GUX1過表達(dá)時(shí)R-loop結(jié)構(gòu)的水平明顯改變，此結(jié)果充分表明，circRNA通過與基因組位點(diǎn)形成R-loop結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)親本基因的表達(dá)，這種結(jié)構(gòu)可能在植物中普遍存在。

3 展望

circRNA作為一類特殊的非編碼RNA分子，在動(dòng)植物中廣泛存在，是RNA領(lǐng)域當(dāng)前最新的研究熱點(diǎn)。然而，相較于動(dòng)物，植物circRNA的研究仍處于起步階段，對(duì)其形成和作用機(jī)制的了解非常有限。植物circRNA的形成機(jī)制與動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的內(nèi)含子驅(qū)動(dòng)環(huán)化、套索驅(qū)動(dòng)環(huán)化以及RNA結(jié)合蛋白質(zhì)驅(qū)動(dòng)環(huán)化等機(jī)制不同，可能還有轉(zhuǎn)座子參與、可變剪接或側(cè)翼內(nèi)含子高度甲基化等方式。此外，植物circRNA作用機(jī)制主要包括miRNA分子海綿、潛在蛋白質(zhì)翻譯以及調(diào)控親本基因表達(dá)等。然而，要深入研究和揭示circRNA在植物中的具體功能，未來需要解決以下幾個(gè)問題：

（1） 研究植物circRNA的方法和技術(shù)需要進(jìn)一步改進(jìn)。高通量測(cè)序是目前研究circRNA最常用的方法，能夠全面分析其表達(dá)譜和剪接變異。然而，不同算法鑒定出的circRNA數(shù)量存在較大差異，具有較高的假陽性，而單細(xì)胞技術(shù)可以很好地解決這一問題。因?yàn)椋瑐鹘y(tǒng)方法主要集中于組織或細(xì)胞群體的整體分析，但單細(xì)胞技術(shù)是基于單個(gè)細(xì)胞的基因組測(cè)序和分析，可以揭示不同細(xì)胞類型和亞群之間circRNA的差異和功能。此外，CRISPR-Cas9等基因編輯技術(shù)可被應(yīng)用于定向編輯circRNA的生成和調(diào)控元件，以揭示其產(chǎn)生機(jī)制和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的更多細(xì)節(jié)。

（2） 植物circRNA的功能需要進(jìn)一步挖掘。circRNA在動(dòng)物多種疾病中發(fā)揮重要作用，而在植物中，其功能比較復(fù)雜多樣，尚未明確主次。植物circRNA可能參與植物營養(yǎng)生長調(diào)控、生殖生長調(diào)控及響應(yīng)逆境脅迫等生物學(xué)功能。研究植物circRNA在不同物種和細(xì)胞類型中的表達(dá)模式及其與進(jìn)化、個(gè)體差異之間的關(guān)系，將有助于深入理解其在生物過程中的作用。此外，植物特定器官發(fā)育和組織特異性中circRNA的作用差異，也可作為一個(gè)重點(diǎn)關(guān)注方向。

（3） 植物circRNA的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控分子機(jī)制尚存在空白。盡管已發(fā)現(xiàn)一些circRNA在基因表達(dá)調(diào)控中的作用，但對(duì)其認(rèn)知還很有限。需要進(jìn)一步探索circRNA與其他RNA類別（如miRNA等）之間的相互作用關(guān)系、與下游靶基因或靶蛋白的相互作用，揭示其在調(diào)控基因表達(dá)和功能中的作用方式。相信未來通過整合多組學(xué)數(shù)據(jù)（如轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和表觀遺傳組學(xué)數(shù)據(jù)），建立更全面的circRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)并驗(yàn)證其在復(fù)雜生物過程中的功能和調(diào)控機(jī)制，有望更好地利用植物circRNA為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

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（責(zé)任編輯：陳海霞）