关于eccDNA
一、eccDNA简介
eccDNA(extrachromosomal circular DNA)全名是染色体外环状DNA
指在真核生物中发现的,染色体外的、非线粒体、非叶绿体环状结构DNA。
其被发现于1964年,早于广泛熟知的线粒体DNA和细菌质粒DNA。
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。
2021张毅教授在Nature杂志发表研究,得出eccDNA随机来源于染色体基因组DNA,
eccDNA没有明显的位置或序列的特异性,eccDNA是Lig3介导的凋亡DNA片段的环化产物,
eccDNA具有超强的刺激先天免疫反应的能力。
二、eccDNA特征
microDNA主要指400 bp以内的环状DNA,
ecDNA (extrachromosomal DNA)被用以描述尺寸数百kb以上的染色体外DNA,
而eccDNA正被用来指比ecDNA小的所有染色体外环状DNA。
eccDNA大部分小于25kb, 主要分布在0.1-5kb之间。
2019年Nature与Cell文章对eccDNA的结构探索,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可以携带完整的基因,尤其是肿瘤中经常携带致癌的驱动基因,
不受控制的表达这些基因,导致肿瘤的恶性增长。
关于Circle-seq
Circle-Seq又称为环状DNA测序,
是eccDNA检测利器, 是基于质粒提取、酶切消化和高通量测序技术,
将裂解细胞通过柱纯化、去除线性DNA、滚环式扩增三大步骤进行eccDNA的富集,
结合高通量测序获取eccDNA的序列信息的技术。
Circle-Seq可以高通量地对各种物种样本当中检测样品中的所有eccDNA,
具有检出率高﹑准确性好等优点。
样品类型涵盖:组织﹑细胞﹑血清﹑血浆﹑尿液等,
物种涵盖:人﹑小鼠﹑大鼠﹑拟南芥﹑果蝇﹑酵母﹑非洲爪蟾等
Circle-seq合作流程
合作流程
文库构建
图博基因Circle-seq测序,
采用包括柱纯化等多种方式去除基因组DNA,利用酶消化去除线粒体DNA和线性DNA,
运用滚环扩增放大信号,达到高效率的富集和纯化环状DNA效果。
最后利用NGS测序和生信分析识别eccDNA。
数据分析
Circle-seq数据分析主要是利用fastqc软件对原始数据进行质量评估,
使用BWA软件将原始数据比对到参考基因组,
使用Circle-Map对样品中DNA进行鉴定,
samtools处理sam文件,
使用bedtools软件对鉴定的eccDNA和差异eccDNA进行基因注释,
并利用注释的差异基因进行GO功能分析和KEGG通路分析。
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