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    eccDNA(环状DNA)测序
    eccDNA(环状DNA)测序

    一、 产品概述

        eccDNA(extrachromosomal circular DNA)即染色体外环状DNA,广泛存在于包括人类在内的真核生物细胞中澳洲幸运5正规官网网址,它们通常是从正嘲闹扌以?正规官网网址;蜃橹蟹掷牖蛲崖湎吕?澳洲幸运5正规官网网址,游离于染色体基因组之外的环状DNA分子。对酵母澳洲幸运5正规官网网址、线虫、纤毛虫和哺乳动物的eccDNA进行全基因组序列分析后发现澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,eccDNA的大小从几十个碱基到几十万个碱基对不等澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,不仅携带完整或部分基因澳洲幸运5正规官网网址,而且还携带基因间序列澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,且部分包含复制起始点澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,能独立完成复制澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址。

    1965年首次在哺乳动物和高等植物中发现了eccDNA分子至今澳洲幸运5正规官网网址,人们发现eccDNA大量存在于肿瘤细胞中,且常携带原癌基因,可通过增加癌基因的表达来促进肿瘤的发生澳洲幸运5正规官网网址。2019年Nature和Cell发表的两篇关于癌症中的eccDNA的文章还表明:eccDNA具有显著的染色体开放状态和更远距离相互作用的形式,其非编码区的增强子功能也可在eccDNA所携带的癌基因表达调控中发挥功能,进一步eccDNA的表观特征与癌症联系起来澳洲幸运5正规官网网址。此外澳洲幸运5正规官网网址,eccDNA还与耐药澳洲幸运5正规官网网址、衰老澳洲幸运5正规官网网址、肿瘤异质性、细胞间交流等功能相关。


    二 澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址、实验流程

     


    、应用案例

    案例一

    Circular DNA elements of chromosomal origin are common in healthy human somatic tissueNature Communication,2018澳洲幸运5正规官网网址,IF=11.878

    本文针对8名定期锻炼和8名久坐不动的男子进行骨骼肌样本和血液样本的收集澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,通过裂解细胞澳洲幸运5正规官网网址、过柱纯化的方法获取eccDNA,并滚环扩增和建库测序澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址。通过分析测序数据大约鉴定出约10万个不同的eccDNA澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,其中绝大部分长度小于25kb澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,主要分布在0.1-5KB之间。从肌肉中检测到的eccDNA中,43960个是高度可信的澳洲幸运5正规官网网址。在白细胞中澳洲幸运5正规官网网址,6253个eccDNA是高度可信的澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,且运动组和静坐组之间的eccDNA并没有差异澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址。另外通过eccDNA在基因组上的分布情况探索eccDNA具体来源于哪些染色体的哪些位置澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,并联合RNAseq数据分析发现eccDNA形成的基因偏好性澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址。

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    图1 eccDNA的长度分布


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    2 eccDNA在基因组上的分布情况

     

    案例二

    Circular ecDNA promotes accessible chromatin and high oncogene expressionNature,2019澳洲幸运5正规官网网址,IF=43.07

    该文利用集成成像、远距离光学匹配澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址、表观生物学技术和高通量测序澳洲幸运5正规官网网址,首次正面解析了癌基因所在的ecDNA的结构和基本功能澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址。通整合肿瘤细胞系和TCGA临床肿瘤样本的RNA-seq和WGS数据,证明了高度表达的癌症基因是由ecDNA编码的澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址;利用ChIP-seq技术和免疫荧光技术澳洲幸运5正规官网网址,分析活跃癌细胞中促进型组蛋白修饰H3K4me1澳洲幸运5正规官网网址、H3K27ac和抑制型组蛋白修饰H3K9me3澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址、H3K27me3的发生情况澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址,发现ecDNA上存在较多活跃型组蛋白修饰和少量抑制型组蛋白修饰澳洲幸运5正规官网网址;利用ATAC-seq和MNase-seq证明ecDNA的染色质是高度开放的澳洲幸运5正规官网网址,且比核染色体上DNA开放性更高澳洲幸运5正规官网网址澳洲幸运5正规官网网址;采用解析染色质的空间结构的 PLAC-seq(Hi-ChIP)技术发现ecDNA可以形成3D功能结构域澳洲幸运5正规官网网址,说明ecDNA能在空间上产生远距离调控。

     

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    1 eccDNA上高表达的癌症基因

     

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    2 eccDNA上H3K4me1和H3K27ac的分布

     

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    3 eccDNA开放程度较核染色体高

     

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    4 eccDNA环状图谱使远端DNA相互作用成为可能





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