首先,我们来看什么是环状DNA。环状DNA是一种生物界普遍存在的DNA形式,如常见的线粒体DNA、叶绿体DNA、细菌基因组、细菌质粒、部分病毒基因组等。那么本文要讨论的染色体外环状DNA同上述提到的几种形式有什么不同呢?我们都知道线粒体DNA和质粒的都是以线性的DNA的形式存在的,其染色质成分并没有组蛋白,因而也不存在核小体的结构,并且不会发生染色体序列的折叠和三级结构。而eccDNA,既然叫做染色体外环状DNA,那么它首先应该是存在于真核生物当中的(原核生物、细胞器、病毒等不存在染色体的结构),其次必须是以环状的形式存在的,再者是游离于染色体外的,并且具有完整的核小体结构,也就是说,其染色质的组成是与正常的染色体相同的,因而也具有染色质折叠、压缩和特有的空间结构。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。云序生物环状DNA介绍
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)新疆环状DNA分析环状RNA通过与宿主基因相互作用抑制DNA损伤修复。
病毒是地球上best神秘的生物之一。它们是世界上best小的生命形式之一。鉴于没有宿主它们就不能存活和复制,因此一些科学技质疑它们应当被视为生物。如今,包括巴西米纳斯吉拉斯联邦大学病毒学家Jônatas Abrahão在内的一个研究团队发现一种病毒具有无法识别的基因,这使得它成为所有已知病毒中best奇怪的一种。但是,我们真正知道多少种病毒?另一个研究团队刚刚发现了数千种新病毒,它们潜藏在数十种动物的组织中。 Abrahão说,这些发现说明了我们对病毒“还有很多仍然需要去了解”。
传统上,环状 DNA 被认为only存在于原核生物以及部分病毒当中,在真核生物当中,only有半自主细胞器线粒体和叶绿体当中具有环状 DNA。1964年,伊利诺伊大学的 Yasuo Hotta 和 Alix Bassel 却在小麦的胚和公猪精ye当中发现了环状 DNA,证明了这种看似结构怪异的 DNA 在高等植物和哺乳动物中亦存在。从 1960 年代至今的半个多世纪里,研究者已经在几乎所有的物种当中发现环状 DNA 的踪迹。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”( extrachromosomal circular DNA,简称 eccDNA)。不过,eccDNA 虽然早已被证明普遍存在,但是囿于分离纯化以及测序技术的限制,学界对于 eccDNA 的认知,却是只知其存在,不知其来历。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。
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。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。辽宁环状DNA平台
eccDNA测序结果充分体现了基因组水平成环的多样性。云序生物环状DNA介绍
环状DNA具有线性DNA不具备的动力学和拓扑学特点,因此环状DNA作为DNA纳米技术的重要组成部分被人们很大关注。Zheng等[4]以单链环状DNA为基本单元成功制备了DNA纳米管结构;多个课题组以单链环状DNA为原料,制备了2个或多个DNA环相互穿套的连环结构(Catenane),并将其制备成可控的分子开关或分子机器等。相对于线性DNA,环状DNA不易被核酸外切酶降解,在溶液中单一分散、不易聚合,这些特性决定了其在药物运输、基因调控、疾病诊断和基因医治等领域的应用更具优越性。云序生物环状DNA介绍