北京文章 环状DNA

近日，Nature杂志上发表了颠覆性研究成果：在tumour中，主要的ai基因转录本是直接来自于环状DNA的，而环状DNA的染色质是高度开放的，环状DNA的ai基因能够大量表达，同时缺乏丝粒，导致不遵照孟德尔定律进行遗传，这种特性使得环状DNA是驱动tumour异质性的重要机制。由此可见，由于其结构和表达的特异性，环状DNA可以影响细胞生命活动，促进tumour细胞演进和适应性进化，增加了基因组的可塑性和不稳定性。目前，环状DNA不onlyonly可以作为一种新型特异的tumour标志物，还在tumour发生和发展机理研究中发挥着重大的潜在价值。可以预见的是，环状DNA将迅速成为新的科研热点，甚至会对传统遗传学和基因组学带来**性影响。传统 eccDNA提取方法中所使用的细胞裂解液当中含有的 NaOH 也对 DNA 的环状结构具有不可逆的破坏作用。北京文章 环状DNA

2019年，接连3篇高水平染色体外环状DNA的研究论文刺激了这一几十年前就已发现的一种存在于染色体外的DNA形式的研究热潮。当然，不onlyonly文章的发表，这一研究方向能够得到如此多的关注也是因为高通量测序技术的应用使得对eccDNA的作用感兴趣的研究人员有了更加便捷的研究方法，降低了研究的门槛。 染色外环状DNA早在1965年就已经被报道，这是first次在小麦胚乳细胞和猪精子当中发现的DNA存在形式。同年其他研究人员报道在人的tumour细胞中发现了eccDNA，并且发现是都是以成对的形式存在，因此被称作“双微体”，这也是双微体概念的first次提出。(大家注意一下下图中染色体旁边成对出现的小黑点就是双微体)修饰环状DNA对选定目标RNA分子可进行qPCR检测服务，包括引物设计与表达鉴定。

染色体外环状DNA(EccDNA)是一种起源于染色体但可能独li于染色体的环状DNA。由于技术的进步，eccDNAbest近已经成为具有多种特性的多功能分子。EccDNA独特的拓扑结构和遗传特性为ai症的监测、早期诊断、医治和预测提供了新的思路。EccDNA通常在正常细胞和ai细胞中观察到，并且通过对外源性和内源性刺激的应激反应，衰老和ai发生以及ai症医治期间的耐药性的不同机制起作用。 EccDNA的结构多样性决定了eccDNA的功能和数量的多样性，从而通过驱动染色体外位点的遗传可塑性和异质性，赋予eccDNA在进化和ai症发生和发展中的强大作用，而这在近几十年的进化过程中被忽视了。EccDNA在ai症中显示出巨大的潜力，本文综述了eccDNA的特点、生物发生、评价功能、作用机制、相关方法和临床应用，重点介绍了eccDNA在进化和ai症中的作用。

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)。对整体或单独样本中的环状DNA在各染色体上的数量、密度进行统计和展示。

案例1：母体血浆中染色体外环状DNA的鉴定与特性分析 作者观察到在孕妇的血浆中存在染色体外环状DNA (环状DNA)，并通过限制性内切酶和Tn5转座酶处理后的改良的测序方法，在孕妇的血浆中鉴定出了环状DNA分子。他们发现血浆的环状DNA分子比线性的长，在这些环状DNA分子中，胎儿来源的环状DNA短于母体来源的环状DNA。此外，环状DNA的闭合圆形结构可能允许抗外切酶，因此这些分子比它们的线性对应物具有更高的稳定性。这些特性为环状DNA的研究和生物标志物的开发提供了机会。eccDNA高通量检测的关键步骤是要通过实验手段对其进行有效的富集。西藏环状DNA价格

eccDNA测序结果充分体现了基因组水平成环的多样性。北京文章 环状DNA

目前研究表明，eccDNA是从染色体上断裂、环化或者额外复制产生的序列，其剪切加工机理主要提出有两种可能：（1）通过染色体异位同源重组环化（intrachromatid ectopic homologous recombination，HR）;（2）通过非同源染色体末端连接环化（nonhomologous end-joining，NHEJ）。eccDNA形成是一个复杂的过程，更多环化方式有待探索。 云序生物eccDNA测序服务（别称：Circle-seq﹑环状DNA测序），采用多种方法高效地富集和扩增eccDNA，极大地提高了eccDNA的检出率。富集后，通过NGS测序高通量地检测细胞中所有的eccDNA分子。并通过严谨的eccDNA生信流程，实现了对eccDNA准确的识别和详细的基因注释。北京文章 环状DNA