案例2:ai基因与邻近增强子的环化共扩增 本文作者利用染色体外环状DNA测序探讨了ai基因及其邻近增强子通过环状染色体外DNA的形式进行扩增事件,研究过程中发现了EGFR基因在成胶质细胞瘤中存在与其上游约130kb的非编码序列共同扩增的特征,EGFR基因案例表明tumour细胞中的ai基因通过高级扩增与环化而形成的对自身调控活性的增强,是一个十分有效的促ai机制。总之,这项研究综合利用各项计算分析和实验手段,first次揭示了增强子在ai基因环化扩增介导的促ai效应中所发挥的重要作用,这一机制也为抗tumour和诊断提供新的方向和理论依据。目前,环状DNA可以作为一种新型特异的tumour标志物。河北云序生物环状DNA
案例1:孕妇血浆中胎儿环状DNA 的特征是:呈甲基化状态以及被清chu 近期,NIPT之父卢煜明教授团队开发了一种环状DNA 甲基化分析的测序方案,通过对不同产后时间点的胎儿环状DNA含量的评估,研究了胎儿环状DNA的体外清chu效率。作者还发现血浆中的胎儿 环状DNA 与母体 环状DNA 相比甲基化程度相对较低。此外,和胎儿线性DNA类似,胎儿环状DNA在分娩后从母血中迅速清chu。总之,该团队基于转座酶和m5C位点酶学转化方法开发出了环状DNA甲基化测序技术,并揭示了孕妇血浆中的胎儿环状DNA甲基化状况,为环状DNA的深入研究及新型分子标志物的开发提供了新的技术手段。修饰环状DNA测序eccDNA测序的目的正是在组学的层面上全mian的描述刻画eccDNA的成环多种可能性。
eccDNA的大小从几百bp到几十Mb不等,其中较小的一种是2012年Science报道的被称作MicroDNA的特殊的eccDNA,大小只有200-400bp,有片段过短,因此不能携带完整的基因序列;但是目前MicroDNA被认为具有一些重要的调节功能,包括调控RNA的转录过程,或者通过分子海绵的作用调控一些非编码RNA的表达,同时这种DNA也被认为是可能在未来应用于液体活检来监测ai症的发生和发展的一种体外游离DNA的形式。双微体形式存在的eccDNA一般较大,100kb-3Mb等,很多可以在光学显微镜下被观察到,能够携带一些完整的基因结构和上游的调控序列。
尽管诸多研究成果都是基于双微体研究来进行的,但是事实上,后续研究证明并非所有的eccDNA都是以双微体的形式存在的。2017年,Nature发表了一篇first次利用高通量测序技术对17个tumour样本的大规模eccDNA研究,发现只有~30%的eccDNA是以双微体的形式存在的。同时也证明不同eccDNA在不同的tumour样本中是普遍存在的,但是含量有很大差别。接着陆续有研究发现双微体中能够携带ai症基因,如EGFR和MYC基因通过eccDNA在tumour细胞中扩增了40%(Cancer Genetics and Cytogenetics, 2008);在胶质瘤中发现ai细胞通过形成eccDNA造成携带的EGFR和MYC基因大量扩增(PNAS, 2014)。专业的生物信息学团队,通过优化的算法能够高效识别染色体外环状DNA。
近年来,由于实验技术和生信分析技术的进步,eccDNA 相关研究发表 SCI 论文的数量呈井喷之势增长。PubMed 搜索数据显示,2017 年 eccDNA 相关论文全世界only 4 篇,后续几年逐步增长为 6、7、10 篇,而到了现在的 2021 年,only before 十个月,就已经有 15 篇 eccDNA 相关论文见刊,其中还不乏 Nature、Methods in Molecular Biology、Nucleic Acids Research、Molecular Cancer 等高分期刊。见微知著,eccDNA 虽小,但很可能成为下一个生命科学的科研热点。云序生物是国内best早提供 eccDNA 测序服务的公司,云序在2018年已就启动了组织细胞 eccDNA 测序服务的开发。目前也习惯将巨大的环状DNA(>1Mb)称为ecDNA, 而将相对较小的环状DNA称为eccDNA。湖北环状DNA文章
2019年环状RNA共发表SCI论文885篇。河北云序生物环状DNA
eccDNA 的基因组来源和生物发生机制已然明了,接下来需要明确的就是 eccDNA 的生物学功能了。由于eccDNA 的基因组来源随机,导致其没有明显的序列特征,于是研究者的目光便转移到了 eccDNA 的环状结构上来。 早前有报道发现,凋亡细胞可刺激免疫反应;另一边厢,也有研究认为,包括 TLR9、HMGB1 在内的先天免疫相关蛋白,对弯折的 DNA 结构(DNA curvatures)具有选择性的亲和力。因为 eccDNA 也具有 DNA 弯折结构,所以研究者大胆猜测:eccDNA 可能因为其空间结构特征而在先天免疫过程中发挥作用。河北云序生物环状DNA