长期以来困扰 eccDNA 研究者的一大障碍,就是 eccDNA 的分离纯化的有效性问题。以往的 eccDNA 分离纯化技术,往往单纯依赖于对非环状 DNA 的去除,然而外切酶对线性 DNA 无法做到完全消化,经电镜观察检验,仍有大量线性 DNA 残留,导致分离纯化的 eccDNA 不纯。除此以外,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,导致部分 eccDNA 的丢失;对分离纯化后的 eccDNA 所进行的滚环扩增,也可能造成不同大小环状 DNA 之间扩增倍数的差异。为了改善以上种种不足,张毅教授团队的研究者们设计了一种高效的 eccDNA 纯化新技术。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。辽宁分析环状DNA
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。贵州修饰环状DNAeccDNA测序的目的正是在组学的层面上全mian的描述刻画eccDNA的成环多种可能性。
4. eccDNA新功能 作者分析测序数据发现神经母细胞瘤基因组中多数染色体内和染色体间基因的重排与eccDNA区域相吻合,支持了eccDNA介导基因组重塑的猜想。而且2018年文章报道在对546个儿科tumour基因组重排情况数据收集分析发现其中9%的儿科tumour的eccDNA存在树状重排模式,由此作者推测eccDNA衍生的树形重排可以dai表eccDNA整合到基因组中形成嵌合体。作者发现环状整合位点以及嵌合体中富集了tumour相关基因。检测整合对于基因表达的影响发现eccDNA整合激huo原ai基因的表达扩增以及异常融合基因表达。这些研究结果为儿童ai症的发病机理研究提供了一个方向,同时也有望成为ai症的诊断标志。
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。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。
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)环状RNA CDR1as破坏p53/MDM2复合体,抑制胶质瘤的形成。福建云序环状DNA测序
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。辽宁分析环状DNA
6. eccDNA成环验证 类比于经典的circRNA,eccDNA的形成具有相似性,也是经过核酸序列的反式链接得到的产物。当然有关于成环机制的问题依然还需要大量的研究讨论。不过对于环状的结构验证可以模仿circRNA,针对junction site,就是链接位点设计发散引物(divergent primer)同时设计收敛引物(convergent primer)进行PCR扩增,然后通过Sanger测序的方式验证eccDNA的接头序列。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。辽宁分析环状DNA
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