Circle-seq环状DNA测序

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方法简介:

 

染色体外环状DNAecDNA)是癌症中活化原癌基因扩增的主要方式。区别于常染色体,这类生物大分子主要以环状的形式存在于细胞核当中,长度分布在103次方到6次方数量级,无中心粒。ecDNA序列中包含一个或者多个基因与调控元件,结构开放,转录活性强,相比于在棒状染色体结构基因,ecDNA的生物功能活性更强。癌症中,成环的基因区域拷贝数往往增高,而超过一半的高拷贝数事件是ecDNA驱动生成。ecDNA出现在14%的原发性癌症和超过40%的转移性癌症中,而在正常组织中很少见到。ecDNA可以驱动部分基因发生扩增形成高拷贝数,在遗传过程中不遵循孟德尔定律,可以实现在子代细胞的快速积累和随机分配,驱动肿瘤快速进化,在药物治疗的环境中逐步增强原癌基因表达的依赖性。肿瘤细胞中一旦发生这种基因扩增,免疫治疗或者靶向治疗往往是无效的。

可以把ecDNA比做一个工厂,这个工厂的成立形式多样且功能独立,有趣的是由该工厂加工得到的产品(ecDNA)可重新整合至原染色体当中,从而增强肿瘤基因异质性;同时,一座座工厂协同合作,当地处邻近区域时(空间位置),以其中某个工厂作为“hub”有序的推进癌细胞中原癌基因的表达,帮助癌细胞进化,耐药,所以如何摧毁这些工厂是生物学家接下来需要思考的重要问题。纽科生物提供优质的Circl-seq环状DNA测序,实验经过特异性的环状DNA纯化、线性DNA的酶解以及滚换复制等过程,有针对性的扩增并放大感兴趣的环状DNA测序信号,通过split reads等信息对环状DNA进行鉴定,该技术可以帮助客户快速检测疾病样本中的环状DNA的丰度,定性定量的分析环状DNA拷贝数,连同基因组的注释信息,综合分析并讨论存在的ecDNA以及潜在的生物学作用。

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产品优势:


1)一站式服务:提供从样品处理、建库、测序和分析等的全套服务

2)项目经验丰富:优化的实验流程和高信噪比的试剂选择; 

4)提供发表级图表,可以在公司云平台调整

5)专业生物信息学分析团队,满足个性化分析需求


服务流程:

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结果展示:

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经典案例:

 

案例推荐1:多个ecDNA协同合作增强原癌基因表达

原文:ecDNA hubs drive cooperative intermolecular oncogene expression

期刊:Nature

案例解析:ecDNA形式的原癌基因扩增与耐药有关,生物学的具体是如何体现的?2021年发表的Nature文章建立了ecDNA扩增与原癌基因表达之间的关系,文章报道的10-100ecDNAcluster的形式实现增强子-基因相互作用的方式来驱动原癌基因的表达。在之前的研究中已经发现了ecDNA可以增强原癌基因的表达,但似乎之前的理解中,研究者远远的低估了ecDNA对原癌基因表达驱动的能力和方式的多样性。当ecDNA在空间上同其他ecDNA聚集捆绑的时候,这种捆绑以某个ecDNA为核心(hub),其他ecDNA辅助,使转录原癌基因的可能性大大增加,例如,在结直肠癌细胞系中,BRD4捆绑的ecDNA促进MYC的表达,而JQ1可以驱散(disperse)这群ecDNA从而达到抑制ecDNA原癌基因转录的活性,BRD4结合的PVT1启动子与MYC融合以ecDNA的形式扩增,在其他ecDNA携带的enhancer的辅助帮助下强有力的促进了MYC的表达,CRISPR技术对ecDNA enhancer的干扰可以有效的阻止这种ecDNA特有的enhancer-gene的转录活化模式,这种合作性质的肿瘤进化机制(cooperative evolution)或许可以为癌症治疗提供新的思路和方向。

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ecDNA聚集程度影响原癌基因表达

案例推荐2:人体健康组织这种circDNA的检测

原文:Circular DNA elements of chromosomal origin are common in healthy human somatic tissue

期刊:Nature Communications

案例解析:之前的大部分研究认为环状DNA是癌细胞的专属产物,在正常组织中并不存在,不过在这篇研究中,在人体的正常细胞和组织当中同样检测到了~100000个环状DNA,这些环状DNA携带基因或者基因片段,大部分的长度在25kb以下。此外通过与RNA-seq的联合分析还发现,这些eccDNA有可能促进来源基因的转录表达,因此得出结论,在人的健康细胞组织当中,同样存在大量环状DNA,通过对这些环状DNA的长度、丰度、来源、作用等综合分析,可以建立综合的样本来源环状DNA谱图。

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人健康组织中环状DNA的长度分布和来源分布

 

 

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