上海研究环状DNA

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。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eccDNA的，而eccDNA的染色质是高度开放的，eccDNA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eccDNA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，eccDNA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，eccDNA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，eccDNA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。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。上海研究环状DNA

目前研究表明，环状DNA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）。环状DNA形成是一个复杂的过程，更多环化方式有待探索。云序组织细胞环状DNA测序服务（Circle-seq），采用多种方法高效地富集和扩增环状DNA，极大地提高了环状DNA的检出率。富集后，通过NGS测序高通量地检测细胞中所有的环状DNA分子。并通过严谨的环状DNA生信流程，实现了对环状DNA准确的识别和详细的基因注释。湖北研究环状DNA测序通过严谨的环状DNA生信流程，实现了对环状DNA准确的识别和详细的基因注释。

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。

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)但新的研究表明：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。

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)。因为这些环状 DNA 存在于染色体之外，因此也得名“染色体外环状 DNA”。上海研究环状DNA

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。上海研究环状DNA

eccDNA目前已经有很多的功能被证实，包括介导细胞的衰老，如上表中的rDNA circle，被证明在酵母细胞衰老过程中发挥作用；基因补偿效应在组蛋白H2A-H2B的编码基因研究中被发现，敲除后会造成eccDNA中的同源基因明显扩增；tumour的适应性进化和异质性在2019年的几篇文章中都有报道；抗药性早在1978年就已经证实携带DHRF基因的双微体会造成小鼠细胞的氨甲喋呤耐药，2014年一篇研究发现eccDNA中的EGFR基因突变会造成胶质瘤的耐药性（Science, 2014）。上海研究环状DNA