中国台湾云序生物环状DNA

染色体外环状DNA(extrachromosomal circular DNAs，eccDNAs)产生于染色体上的序列，在起源上有较高的异质性，可以影响细胞生命活动，促进tumour细胞演进和适应性进化，是tumour的重要基因组特征。然而，对于染色体外环状DNA的结构、组成和全基因组频率仍然缺乏较为普遍而深入的研究。科研人员结合基因组学和转录组学的方法分析了神经母细胞瘤（一种起源于儿童期的由交感神经系统原始细胞产生的tumour）中的染色体外环状DNA的图谱，鉴定并表征了普遍来源于体细胞的和未被报道的体外染色体环状DNA。此外，还意外发现染色体外环状DNA是体细胞基因组重排的主要来源，可以通过嵌合体循环和将环状DNA重新整合进线性基因组，促进ai基因重塑。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。中国台湾云序生物环状DNA

eccDNA 在染色体上普遍均匀分布的特征也得到了第二种测序方法的验证。与第一种方法中使用滚环扩增不同，第二种方法先采用 Tn5 转座酶将 eccDNA的片段化，而后进行常规的 PCR 扩增和 illumina 高通量测序。第二种方法虽然不能得到全读长的 eccDNA，但能避免滚环扩增所造成的小环扩增倍数多、大环扩增倍数少的偏误。综合两种方法的实验结果，研究者确认了“eccDNA 从哪里来”这个问题的答案——eccDNA 的来源序列普遍、随机、均匀地分布于整个基因组上。研究环状DNA是什么目前也习惯将巨大的环状DNA(>1Mb)称为ecDNA。

染色体外环状DNA(EccDNA)是指起源于染色体的环状DNA，但一旦产生，这些DNA很可能独li于染色体DNA。1964年Alix Bassel和Yasuo Hoota首先发现了位于细胞核内的eccDNA，被称为双分钟(Dms)。Eccdnabest初是通过核型鉴定为独li于染色体存在于ai细胞中的dna，但由于技术的进步，特别是下一代测序和生物信息学的进步，eccna已经成为一种新的分子，其众多的特征和功能被发现。 EccDNA的长度足以容纳它们自己的复制起点，能够编码氨基酸，并且已经在tumour组织中观察到，在ai症医治中，它们best常含有ai基因或与耐药相关的基因。EccDNA的其他功能，如在衰老和异质性中的功能，以及可能的作用，包括剂量补偿，已经逐渐被发现。已知ai细胞内的基因型多样性和基因组可塑性受到基因组不稳定和基因组改变的影响。EccDNA可以通过其多样性（包括结构，功能和数量多样性）快速重塑基因组，从而有效地推动ai症和生命的进化。

2020年1月3日，香港大学卢煜明团队在PNAS 在线发表题为“Identification and characterization of extrachromosomal circular DNA in maternal plasma”的研究论文，该研究通过限制性酶或Tn5转座酶处理后的测序，在孕妇血浆中first次鉴定了eccDNA分子。这些eccDNA分子显示出双峰大小分布，峰值分布在？202和？338 bp，在两个峰的整个大小范围内观察到明显的10 bp周期性，表明它们的核小体起源。此外，胎儿来源的eccDNA比产妇的eccDNA短。eccDNA分子总体种群的基因组注释显示，这些分子优先从5‘非翻译区（5’-UTR）、外显子区和CpG岛区生成。eccDNA的连接位点两侧的两组三核苷酸重复基序支持eccDNA产生的多种可能模型。eccDNA测序结果充分体现了基因组水平成环的多样性。

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。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。福建云序环状DNA研究

eccDNA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。中国台湾云序生物环状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)。中国台湾云序生物环状DNA

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