组织细胞环状DNA测序游离于染色体基因组之外的DNA (extrachromosomal DNA,ecDNA)被发现常常以环状的形式存在,这种形式的DNA被称为环状DNA (extrachromosomal circular DNA,eccDNA)。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。 传统观点认为真核基因组通常形成稳定的线性染色体。但best新的研究表明:无论是在正常体细胞还是ai细胞中,都存在大量染色体外环状DNA。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。环状DNA促进染色质的开放和促ai基因的表达。云序环状DNA分子
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)。吉林云序生物环状DNA2019年环状RNA共发表SCI论文885篇。
1. 神经母细胞瘤eccDNA整体统计 研究人员联合eccDNA-seq和RNA-seq(云序生物提供此服务)技术,与开创性的生物信息学算法相结合,first次在神经母细胞瘤(一种主要发生在儿童的致命tumour)中进行详细的环状DNA序列分析。本研究中分析了93名儿童的神经母细胞瘤组织样本,结果显示,每个组织样本平均检测到5600多个eccDNA。 在基因组特征分布 实验结果显示eccDNA在基因区域大量富集,特别是在MYCN扩增的神经母细胞瘤中。更进一步分析发现,eccDNA中的多个与神经母细胞瘤相关的基因如MYCN、JUN、MDM2、SOX11、TAL2发生扩增。这也与以前的发现一致ai基因可以与邻近增强子环化共扩增。
与RNA-seq联合分析 研究发现eccDNA环化多来源于ai基因,那eccDNA对基因的表达有着怎样的影响呢?作者在这里利用RNA-seq(云序提供此服务)技术进行探究,结果并未发现小于1kb的eccDNA中的基因表达发生变化,基因表达的增加主要发生在大于1kb的eccDNA中。利用等位基因特异性表达方法分析发现高表达的基因来源于环状等位基因,但是环状DNA中基因拷贝数与环状外基因的拷贝数并无明显区别,这也表明eccDNA还存在其他与tumour相关的功能。如果联合全转录组测序,可以将环状DNA与mRNA进行联合分析寻找相关性。
5. eccDNA具有转录活性 eccDNA能够高效扩增成环序列,这种扩增是否有转录活性?RNA转录本是否onlyonly来源于传统线性的染色体?要回答这一问题,作者通过RNA-seq(云序提供该服务)进行探索,结果发现split-reads,即在RNA-seq测序的结果当中同样发现了能够跨过相同剪切位点的测序片段,这种片段的剪切位点和eccDNA成环的剪切位点序列保持一致,说明环形的eccDNA也具有转录活性,这一点非常重要,这很有可能造成成环基因(尤其原ai基因和耐药基因)在转录本水平的明显高表达从而进一步促进ai症的发生和发展,是非常具有临床意义的研究成果。不同的样品分组间可以进行环状DNA丰度的差异比较。河南云序环状DNA研究
云序极大地提高了环状DNA的检出率。云序环状DNA分子
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。云序环状DNA分子