2018-08-28
2018年上半年，一篇研究人體eccDNA的文章登上Nature Communications雜志，影響因子12.353。讓我們通過該文章先了解一下這個與轉錄調控相關的EccDNA研究技術。
什么是eccDNA？
EccDNA：extrachromosomal circular DNA，即染色體外環狀DNA。人的全基因組測序表明基因片段的插入，缺失與擴增事件在人體中很常見，健康人體組織中的單細胞包含大規模的變異。然而，人類體細胞中缺失的染色體DNA的命運是未知的，可以通過靶向降解或排除復制從細胞中移除缺失的分離DNA。我們假設缺失以及受損DNA的產物可以作為半穩定的eccDNA在基因組中環化，共存。
EccDNA被證明常見于許多類型的癌癥，由染色體基因形成，能促使腫瘤發生。在人類細胞系中eccDNA上發現了5s核糖體DNA和重復DNA，表明基因組的一部分在一定條件下可以作為eccDNA存在。人類與鼠的eccDNA鑒定顯示，eccDNA大小在0.1-2kb范圍內，且主要來源于外顯子以及5’端非翻譯區。
我們假設健康組織含有較大的eccDNA，其大小足以包含一個或幾個全長基因。理由：（1）有研究在人體血液中發現了近20kb大小的eccDNA.。（2）在人類腫瘤中發現過大于100kb的eccDNA。（3）酵母和牛的研究顯示基因片段缺失可產生eccDNA.（4）體細胞中的缺失片段可達Mb大小。
研究內容概況
本文章的研究對象為來自16個健康人類的組織與血液樣品，這16個人由活躍組（經常鍛煉）與非活躍組（不經常鍛煉）組成。據報道，運動訓練可以保護人體抵抗氧化應激，因此可以減少DNA損傷，最終影響eccDNA的形成。
本研究參照芽殖酵母Circle-Seq eccDNA的方法，對人體組織eccDNA研究方法進行了優化。在對樣品中的染色體外DNA進行富集之后，繼而去除了線性DNA以及線粒體DNA，對得到的eccDNA進行循環擴增，Circ-Seq以及測序數據的分析。
得出的主要結論：EccDNA在健康的人體組織和血液中很常見，其大小足以攜帶一個或幾個完整的基因。我們發現eccDNA具有轉錄活性，認為eccDNA通過全長和/或基因片段的表達促使產生表型變異。
關于eccDNA的Circ-Seq的實驗與測序分析流程，以及文章的研究結果，我們會在后續做進一步的詳細介紹，等著哦~
參考文獻
Henrik Devitt M?ller, Marghoob Mohiyuddin, I?igo Prada-Luengo, M. Reza Sailani, Jens Frey Halling et al. Circular DNA elements of chromosomal origin are common in healthy human somatic tissue[J]. Nature Communications, 2018, 9: 1069.
2018/8/28
轉錄調控事業部
