1. eccDNA为什么火？它到底是何方神圣？

2019年11月，顶尖国际学术期刊《Nature》和《Cell》相继发表了关于染色体外环状DNA(extrachromosomal circular DNA，eccDNA)的重要研究，彻底颠覆了人们对癌基因的传统认知，同时也迅速引爆了整个生物医学界，一时之间，将人们的目光都吸引到这个科研界的新宠儿身上。

大家都知道，DNA位于染色体上，但事实上，染色体外也有DNA，其中有一种特殊的环状DNA，就是今天要跟大家介绍主角--eccDNA。环状DNA是自然界普遍存在的一种DNA分子形式，例如细菌或酵母等微生物的基因组DNA、细菌质粒、线粒体DNA等等都是环状DNA分子。真核生物中还有一类特殊的环状DNA分子，它们从正常基因组中分离或脱落下来，游离于染色体基因组之外，以特殊的方式参与生理或病理过程。由于它们是在染色体之外独立存在的DNA分子，因此统称为染色体外DNA，又因为是环状结构，因此称其为染色体外环状DNA，简称eccDNA。它在很多物种中均存在，包括酵母、线虫、果蝇、哺乳动物、植物等等。

eccDNA 广泛存在于包括人类的各种真核生物中

其实，这种DNA并不是首次被发现，早在1965年就有关于eccDNA的报道，但当时并没有引起科学界重视，认为它只是染色体外无意义的垃圾碎片。近年来研究表明，eccDNA往往在肿瘤和衰老过程中富集，以特殊的方式参与肿瘤和衰老的发生发展进程。在大部分人类癌症细胞中eccDNA广泛存在，且它的富集通常会促进癌基因的扩增，从而增加了癌基因的可塑性和不稳定性，因此其对肿瘤细胞的进化可能存在重要的意义，这一发现使eccDNA一跃成为科研界的新宠儿。

2. eccDNA的主要特征

(1) 长度特征
目前对eccDNA的大小还没有定论，eccDNA大部分小于25kb，主要分布在0.1-5KB，但不同的文献报道中表述略有差别。它们往往是一些特殊的基因区域形成的，可携带完整的基因和特殊的调控元件，能独立完成复制过程，但不携带着丝粒和端粒结构。

eccDNA的长度分布
 

(2) 结构特征
早期对eccDNA结构认识比较局限，主要发现它们是环状DNA分子，并且往往是一些基因扩增的产物，其中也包含着DNA复制起始点，因此可以独立完成复制作用。2019年，Nature以及Cell文章对eccDNA的结构有了较为深刻的探索分析，发现eccDNA不仅携带了完整的基因，还携带了基因上游的启动子和增强子元件。eccDNA的染色质结构更加松散，其中的电镜照片也清楚的显示eccDNA为游离在染色体之外的环状DNA分子。

电镜展示eccDNA的圆环结构