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国自然研究热点——eccDNA的前世今生(三)

2021.3.08

小编在这儿也给大家整理了eccDNA表达谱的研究思路,如下图。



 

(2)生物标志物
eccDNA优于线性DNA的生物稳定性以及独特的分子结构特征,为迅速发展的无创活检道路增添了新的方向,如果有较多的临床样本,它非常适合做生物标志物的研究。下面这篇文章是eccDNA在液体活检方面探索的先驱文章,小编带大家一起领略其风采。



 

本篇文章聚焦eccDNA在无创产前检测方面的应用潜力。通过环状DNA测序(云序生物提供此服务),检测和分析了5例孕期女性的血浆样品中eccDNA的特征,不同于线性DNA,eccDNA长度更长,母系来源的eccDNA比胚胎来源的eccDNA分子长度也更长。成环位点上下游的信息有效的提示了可能的eccDNA形成机制,为接下来eccDNA的进一步研究奠定基础。这些成果都有利于推动eccDNA在液体活检以及生物标志物方面的应用。


孕妇血浆中eccDNA的特征


(3)功能机制
eccDNA作为独立的DNA分子,如何在细胞中发挥功能和机制是非常重要的问题。目前对eccDNA的功能有一定的研究,前期研究表明eccDNA能够增强癌基因扩增,近期又有研究证实eccDNA能够驱动癌基因的基因组重排,可见eccDNA发挥的功能强大,eccDNA的不对称分布发展模型也逐渐引起了大家的共识——包含eccDNA的癌细胞可能对不断变化的环境做出快速的反应,包括对癌症的治疗,如放化疗。因此未来的研究将需要更好地探索由eccDNA驱动的癌症是否更容易逃避治疗及其潜在的分子机制。相信随着研究的不断深入,未来一定会有更多新的功能机制被发现。今天小编在这里给大家汇总一下现有的eccDNA在功能机制方面的研究。下面请跟着编者一起走进eccDNA的新世界,了解这个神奇的分子在癌症治疗方面划时代的功能。

功能机制一 
 


 

2017年,Nature上发表了一篇由加州大学圣地亚哥分校的Paul Mischel教授领导的研究团队完成的研究,共分析了17种不同的癌细胞的eccDNA。发现ecDNA是肿瘤的关键特征,它可以编码多种促进肿瘤发生发展的基因。此外,他们还发现ecDNA在肿瘤细胞发生、产生多样性及耐药性过程中发挥的作用远远大于位于染色体中的相同基因发挥的作用,即eccDNA能够驱动肿瘤的异质性和耐药性。 

功能机制二 
 


2019年,Nature上再次刊登了Paul Mischel教授带领的团队关于eccDNA的研究成果,该研究首次提供了eccDNA的电镜图,近一步证实了eccDNA的环状结构,并发现eccDNA能够通过高度开放染色质和超远距离调控等方式促进癌基因的转录。同期,Jeremy N. Rich和Peter C. Scacheri等对eccDNA中染色质结构和增强子状态进行了分析,表明eccDNA中非编码区的增强子功能也在eccDNA所携带的癌基因表达调控中发挥功能,也进一步表明了eccDNA特殊的染色质结构及其功能,这为后续的基础与应用研究,奠定了重要的基础。

功能机制三
 


 

2019年12月16日,eccDNA驱动致癌基因重构一文发表在Nature Genetics(IF=25.455)期刊上,该文章检测神经母细胞瘤中eccDNA,不仅发现了多种未被发现过的eccDNA,还发现eccDNA是体细胞基因组重排的主要来源。研究揭示了eccDNA通过嵌合环化和重新整合到线性基因组中的方式,导致癌基因重组,为eccDNA功能探索提供了新的方向。 

以上就是我们关于eccDNA的介绍,我们坚信疫情终会过去,科研的脚步从不停留。重量级期刊的文章发表已经为我们新一年的科研指明了方向,游走在线性DNA之外的eccDNA将是生物医学领域最闪亮的星。新分子,新方向,机遇与挑战并存,运气与实力同在,祝愿各位生物医学的工作者在新的一年能抢占先机,eccDNA将是您科研新年新气象的不二选择。



参考文献
1. Wu Sihan,Turner Kristen M,Nguyen Nam et al. Circular ecDNA promotes accessible chromatin and high oncogene expression.[J] .Nature, 2019, 575: 699-703.
2. Morton Andrew R,Dogan-Artun Nergiz,Faber Zachary J et al. Functional Enhancers Shape Extrachromosomal Oncogene Amplifications.[J] .Cell, 2019, 179: 1330-1341.e13.
3. Paulsen Teressa,Kumar Pankaj,Koseoglu M Murat et al. Discoveries of Extrachromosomal Circles of DNA in Normal and Tumor Cells.[J] .Trends Genet., 2018, 34: 270-278.
4. Møller Henrik Devitt,Mohiyuddin Marghoob,Prada-Luengo Iñigo et al. Circular DNA elements of chromosomal origin are common in healthy human somatic tissue.[J] .Nat Commun, 2018, 9: 1069.
5. Verhaak Roel G W,Bafna Vineet,Mischel Paul S,Extrachromosomal oncogene amplification in tumour pathogenesis and evolution.[J] .Nat. Rev. Cancer, 2019, 19: 283-288.
6. Alt F W,Kellems R E,Bertino J R et al. Selective multiplication of dihydrofolate reductase genes in methotrexate-resistant variants of cultured murine cells. 1978.[J] .Biotechnology, 1992, 24: 397-410.
7. deCarvalho Ana C,Kim Hoon,Poisson Laila M et al. Discordant inheritance of chromosomal and extrachromosomal DNA elements contributes to dynamic disease evolution in glioblastoma.[J] .Nat. Genet., 2018, 50: 708-717.
8. Sin Sarah T K,Jiang Peiyong,Deng Jiaen et al. Identification and characterization of extrachromosomal circular DNA in maternal plasma.[J] .Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2020, 117: 1658-1665.
9. Koche Richard P,Rodriguez-Fos Elias,Helmsauer Konstantin et al. Extrachromosomal circular DNA drives oncogenic genome remodeling in neuroblastoma.[J] .Nat. Genet., 2020, 52: 29-34.
10. Nathanson David A,Gini Beatrice,Mottahedeh Jack et al. Targeted therapy resistance mediated by dynamic regulation of extrachromosomal mutant EGFR DNA.[J] .Science, 2014, 343: 72-6.
11. Turner Kristen M,Deshpande Viraj,Beyter Doruk et al. Extrachromosomal oncogene amplification drives tumour evolution and genetic heterogeneity.[J] .Nature, 2017, 543: 122-125.


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