HUD结合和调控来自神经元发育和突触可塑性相关基因的环状RNAs ：HUD结合和调控来自神经元发

原标题：HUD结合和调控来自神经元发育和突触可塑性相关基因的环状RNAs
论文：HuDBindstoandRegulatesCircularRNAsDerivedFromNeuronalDevelopment-andSynapticPlasticity-AssociatedGenes（HUD结合和调控来自神经元发育和突触可塑性相关基因的环状RNAs）

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摘要
RNA结合蛋白(RBP)HUD参与神经元的分化、再生、突触可塑性和学习记忆.RBPs不仅与mRNAs结合，而且还与多种RNA相互作用，包括环状RNA(CircRNAs) ，一类由预mRNA反向剪接产生的非编码RNA 。
本研究探讨HUD是否能调节神经元圆环RNA的表达。 HUD通过与腺苷酸-UridyateRichElement(ARES)结合来控制靶RNA的命运.通过生物信息学分析，我们发现在约26%的脑表达转录因子中存在HUD结合基序.通过小鼠纹状体RNA免疫共沉淀(RIP)和圆环RNA阵列，我们鉴定了600多个与HUD结合的圆环RNA 。
在这些基因中， 226条来自hud还与其相关的mRNAs结合的基因，包括圆环，这是我们以前描述的突触HUD靶基因crcRNA 。 HUD与另外两个可塑性相关的圆环RNA的结合，圆克里布1 ，和圆环Ufp2 ，用圆环RNA特异性qRT-PCR进行验证。
有趣的是，我们发现环Upf2也在突触体中富集。通路分析证实，大多数HUD结合的圆环RNA来源于调控神经系统发育和功能的基因。利用HUD高表达(HUD-OE)小鼠和敲除(KO)小鼠的纹状体组织进行crcRNA表达分析，鉴定出86株HUD调控的cRNA 。
这些基因来源于与HUDRIP相同的生物通路中的基因。对HUD调控和HUD结合的cRNA进行相关分析，发现在HUD-OE或HUD-KO中分别有69条和5条。这些包括圆Brwd1,圆周Foxp1 ，和CircMap1a来源于神经元发育和再生的基因，以及环Magi1和圆环Lppr4 ，起源于控制突触形成的基因，并与精神疾病有关。
这些圆环RNA形成相互竞争的内源性RNA(CerNA)网络，包括microRNAs和mRNAs 。在HUD靶基因中，圆Brwd1和圆周Foxp1是以与其各自的mRNAs相反的方式调控的。其他与发育和可塑性相关的hud靶基因的表达，如CircSatb2 ， CirHmer1a和环Ntrk3在可卡因条件性位置偏爱(CPP)建立后也发生了改变。
综上所述，这些数据表明HUD与圆环RNA的相互作用调节了它们的表达和转运，由此产生的HUD调控的CerNA网络的改变可以控制神经元的分化和突触可塑性。
HUD与调控神经系统发育和功能的基因ccRNA结合

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HUD结合模体在小鼠脑圆环RNA中的高频率表达。
(A)38.7%的MMU_CircRNA在大脑中表达，其中31%在中脑， 48.57%在前脑， 20.44%在后脑。
(B)小鼠圆环RNA的生物信息学分析显示ARE序列的分布。对来自圆环碱基的完整注释的MMU_cRNA序列进行了分析，发现有33%的序列具有HUD一致结合基序和其他基序。这组圆环RNA的饼图显示，每个基序中含有29.11%的HUD特异基序(14.20%motif1；8.58%motif2 ， 6.33%motif3) 。
(C)火山图表示HUDRIP与WT控件(粉红色矩形)中圆环RNA的差异富集。 HUD免疫共沉淀后获得的RNA按“材料和方法”一节所述进行圆环RNA阵列分析。垂直线分别对应上下1.5倍的变化，而水平线代表一个p-价值0.05 ， n每个IP=3(HUD-OE、WT和IgG) ，每组3只小鼠，用三种不同的RIP方法进行组织分析。红色数据点代表差异表达的圆环RNA 。

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HUD在体内与CircUpf2和CircCreb1结合。
(A)HUD与来自Upf2和Creb1基因的圆环RNA之间的相互作用被HUDRIP和WT对照RIP所证实，然后再用圆环RNA特异性的qRT-PCR检测。值表示为折叠变化与IgG对照。以MMU_CIRC_cis-R7为阴性对照。数据采用单因素方差分析，随后采用邓恩多重比较检验，表示为均值±扫描电镜；*p<0.05,n=3.
(B)用RNaseR对crcRNAs的特异性扩增进行验证，用RNaseR对所有线性RNA进行预处理，随机引物与寡突T对寡突T扩增crcRNAs和mRNAs 。 n=3.
(C)从小鼠纹状体突触体提取液中提取的总RNA按“材料和方法”部分所述进行加工，并对crcUpf2和CircCreb1进行qrt-PCR 。值标准化为GAPDHmRNA水平，表达为折叠变化与WT对照；S1、S2和突触体分数(SYN)之间的BC1RNA水平差异用于验证突触小体(SYN)的纯化，如前面所述(Rao和Steward ， 1991年) 。学生数据分析t-测试(CircUpf2和CircCreb1)和单向方差分析(BC1) 。值表示平均值±扫描电镜；*p<0.05,n=3.

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UD靶基因表达途径及功能分析。 RIP鉴定的HUD相互作用圆环RNA的独创性途径分析。