eccDNA究竟是如何形成的,目前尚没有十分确切的解释,目前推测的可能机制包括以下几种:(A)DNA复制过程中,形成发夹结构,接着在DNA聚合酶的作用下,通过滑动形成环状,并从染色体中切割下来并复制形成双链环状DNA,这种形成方式的特点是染色体原始位置上的这段序列发生了缺失;(B)DNA复制时形成R-loop结构,在这种结构中,其中一条链发生折叠,形成环状结构并切割下来,形成环状DNA,发生断裂的双链通过DNA的损伤修复机制进行补齐,因此这种方式不会造成染色体原始序列的损伤;(C)通过DOIRA模型,通过双链复制的方式形成;也不会造成原始序列损伤;(D)通过双链的同源区域的重组,造成双链同时断裂,往往通过这种方式会产生Mb以上的较大的eccDNA,并且原始序列会发生缺失。eccDNA(染色体外环状DNA)的相关研究成果不断。中国澳门文章 环状DNA
聚焦孕期女性血浆当中的eccDNA检测。不同于线性DNA,eccDNA长度更长,母系来源的eccDNA比胚胎来源的eccDNA分子长度也更长。成环位点上下游的信息有效的提示了可能的eccDNA形成机制,为接下来eccDNA的进一步研究奠定基础。这些成果都有利于推动eccDNA在液体活检以及生物标志物方面的应用。 2020年年初的寒潮并不能冰冻eccDNA在科研界的火热。重量级期刊的文章发表已经为我们一年的科研指明了方向,游走在线性DNA之外的eccDNA将是生物医学领域best闪亮的星。新分子,新方向,机遇与挑战并存,运气与实力同在,祝愿各位生物医学的工作者在新的一年能抢占先机,eccDNA将是您科研新年新气象的很好的选择。中国澳门环状DNA结果对环状DNA或差异环状DNA所属基因进行GO功能和KEGG通路富集分析。
研究组织、细胞的环状DNA测序常用Circle-seq技术,Circle-seq测序中就包含柱纯化去除线性DNA,具体步骤是柱纯化去除基因组DNA、外切酶对柱纯化后产物进行酶消化、滚环扩增放大环状DNA信号以及best后建库测序。因此,相对于大量存在的基因组DNA,环状DNA在细胞中的含量非常少,所以从样品中提取总DNA后,第一步需要通过柱纯化去除基因组DNA,以免测序中基因组DNA占据大部分数据量。柱纯化这一步骤十分关键,既要best大限度地去除基因组DNA, 又需best大限度保留环状DNA分子,尤其是避免丢失掉超长和超短的环状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。环状RNA CDR1as破坏p53/MDM2复合体,抑制胶质瘤的形成。
2017年:Nature,17种tumour的2572种细胞系的全基因组测序分析,证明eccDNA在tumour组织中普遍存在; 2018年:Nature Communications,健康人的肌肉和血液细胞中分离到超过十万种eccDNA分析,它们绝大部分都携带基因或基因片段,证明eccDNA在正常组织中是普遍存在的; 2019年:Nature Genetics, eccDNA驱动神经母细胞瘤基因组重塑; 2019年:Nature,eccDNA促进染色质可接近性和致ai基因的高表达; 2019年:Cell,功能性增强子自造成染色体外ai基因的扩增。样品保存:细胞样品或新鲜组织块切块,液氮冻存后-80℃保存;DNA样品短期内可-20℃,避免反复冻融。江西云序生物环状DNA研究
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。中国澳门文章 环状DNA
案例1:环状DNA促进染色质的开放和促ai基因的表达 研究团队首先结合二代全基因组测序和光学匹配(optical mapping),从序列的角度发现,扩增出来的环状DNA形成了环状结构,不only证实了tumour中的环状DNA确实是环状的,还证明了环状DNA的染色质是高度开放的,从而进一步阐释了环状DNA能大量表达ai基因和其环状结构介导的超远距离相互作用,这也表明了环状DNA可能形成了新的基因调控回路和在驱动tumour异质性的机制研究中发挥着重大的作用。中国澳门文章 环状DNA