反义非编码SINEUP和环状RNA中IRES元件的反式翻译调控机制及其生物学意义

这篇开创性研究揭示了内部核糖体进入位点（IRES）在反义非编码SINEUP RNA和环状RNA（circRNA）中的反式翻译调控功能。通过系统验证invSINEB2序列的IRES活性，并首次证实病毒/细胞IRES元件可作为合成SINEUP的效应域（ED），研究团队发现源自c-myc基因座的天然circRNA（circMyc）通过反义序列结合靶标mRNA的5′/3′UTR，以IRES依赖性方式增强PXK蛋白翻译。该发现拓展了非编码RNA调控翻译的分子机制，为RNA疗法设计提供了新思路。

　　

反义非编码RNA中IRES元件的翻译调控机制

invSINEB2序列的IRES活性验证

研究团队首先解析了天然SINEUP RNA——AS Uchl1的核心功能元件。通过构建靶向DJ-1 mRNA的合成SINEUP（SINEUP-DJ-1），证实其72nt的反义结合域（BD）与倒置SINEB2（invSINEB2）效应域（ED）协同作用，使DJ-1蛋白表达提升1.8倍而不影响mRNA水平。蔗糖梯度离心和电泳迁移实验（EMSA）显示，invSINEB2特异性结合40S核糖体亚基，而删除该序列导致SINEUP丧失促进靶mRNA多聚核糖体关联的能力。

双荧光素酶报告系统证实，invSINEB2在顺式作用中表现出典型IRES活性，其驱动下游荧光素酶表达的效率与c-myc IRES相当。通过无启动子载体和环状RNA报告系统排除了隐蔽启动子干扰，并首次在U2OS细胞中验证了该活性的普适性。

病毒/细胞IRES的反式翻译激活功能

研究突破性地将四种典型病毒IRES（包括EMCV、HCV）和三种细胞IRES（如c-myc）替换为SINEUP的ED域。所有嵌合体均保持翻译增强功能，其中EMCV IRES构建体使靶蛋白表达提升2倍以上。关键突变实验揭示，缺失EMCV IRES的H/I结构域（Δ416-484）或破坏HCV IRES IIIc/IIId域碱基配对（如GGG^266-268CCC突变）会完全消除反式活性，说明IRES的二级结构特征在两种作用模式中具有保守性。

值得注意的是，经2′-O-甲基修饰的体外转录SINEUP(IRES)仍保持活性，暗示转录后修饰可能参与调控。质量谱分析发现SINEUP结合的PTBP1/HNRNPK蛋白可能介导其亚细胞定位，而m⁶A甲基化被证明是活性必需条件，但具体作用机制仍需解析。

环状RNA的新型调控范式

通过生物信息学筛选，团队从circ