• ecDNA测序(WGS)技术

     

     

    环状DNA简介

    游离于染色体基因组之外的DNA被发现常常以环状的形式存在,这种形式的DNA被称为环状DNA (extrachromosomal circular DNA,eccDNA)。目前也习惯将巨大的环状DNA(>1Mb)称为ecDNA,而将相对较小的环状DNA称为eccDNA。 传统观点认为真核基因组通常形成稳定的线性染色体。但新的研究表明:无论是在正常体细胞还是癌细胞中,都存在大量染色体外环状DNA。2019年,Nature杂志上发表了颠覆性研究成果:在肿瘤中,主要的癌基因转录本是直接来自于环状DNA的,而环状DNA的染色质是高度开放的,环状DNA的癌基因能够大量表达,同时缺乏着丝粒,导致不遵照孟德尔定律进行遗传,这种特性使得环状DNA是驱动肿瘤异质性的重要机制。由此可见,由于其结构和表达的特异性,环状DNA可以影响细胞生命活动,促进肿瘤细胞演进和适应性进化,增加了基因组的可塑性和不稳定性。目前,环状DNA不仅仅可以作为一种新型特异的肿瘤标志物,还在肿瘤发生发展机理研究中发挥着重大的潜在价值。可以预见的是,环状DNA将迅速成为新的科研热点,甚至会对传统遗传学和基因组学带来革命性影响。

     

    大片段环状DNAecDNA测序服务

    大片段环状DNA(ecDNA)通常>1Mb,可以被全基因组测序(WGS)检测。利用这个特点,云序生物推出ecDNA测序服务,利用AmpliconArchitect算法分析WGS数据,通过鉴定高拷贝数和反式剪接位点,特异性识别ecDNA,再进行后续的基因注释和生信分析。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    ecDNA测序识别反式剪接位点原理

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    案例1:环状DNA促进染色质的开放和促癌基因的表达

    原文:Circular ecDNA promotes accessible chromatin and high oncogene expression

    发表时间:2019/11/20

    发表期刊:Nature                       

    影响因子:43.07

    发表单位:加州大学圣地亚哥分校

     

    研究团队首先结合WGS和光学匹配(optical mapping),从序列的角度发现,扩增出来的环状DNA形成了环状结构,不仅证实了肿瘤中的环状DNA确实是环状的,还证明了环状DNA的染色质是高度开放的,从而进一步阐释了环状DNA能大量表达癌基因和其环状结构介导的超远距离相互作用,这也表明了环状DNA可能形成了新的基因调控回路和在驱动肿瘤异质性的机制研究中发挥着重大的作用。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    图1. 环状DNA环状结构介导超远距离相互作用

     

     

    案例2:突变和ecDNA的相互作用影响着尿道癌的演变

    原文:The interplay of mutagenesis and ecDNA shapes urothelial cancer evolution

    发表时间:2024/10/09

    发表期刊:Nature                

    影响因子:42.35

    发表单位:美国威尔康奈尔医学院

     

    晚期尿路上皮癌(UC)是一种常见的致死性疾病,具有明显的遗传异质性。在这项研究中,作者研究了由内源性和外部诱变过程引起的基因组特征的演变及其与复杂结构变异(SVs)的相互作用。对晚期UC患者的不同解剖部位进行了WGS,发现肿瘤发展过程中存在大量的ecDNA形成型SVs。作者还利用WGS在ecDNA和良性尿路上皮肿瘤细胞中鉴定出早期克隆APOBEC3突变,为APOBEC3在膀胱癌发生早期诱发突变提供了支持。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    图2. 对肿瘤样本进行WGS分析并组装重建ecDNA扩增子

  • 云序优势

    ecDNA检出率高:

    WGS可以检测到更多的大片段ecDNA,排除小片段eccDNA的干扰。

    生物信息学分析:

    云序生物信息学团队,开发了高效识别分析ecDNA的算法,满足客户的各类深入数据分析需求。

    一站式服务:

    客户只需提供细胞、组织或基因组DNA,云序生物为您完成从DNA样品准备、文库制备、上机测序到数据分析整套服务流程。

     

    数据分析(仅供展示  详见demo报告)

    1.Venn图 

    对不同分组中共有和特有的ecDNA个数的统计和展示。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    2.差异ecDNA散点图、火山图

    展示不同样品分组间ecDNA的丰度差异。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      3.差异环状DNA所属基因的功能分析

    对差异ecDNA所属基因进行GO功能和KEGG通路富集分析。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    4.ecDNA在基因组的分布(高级分析)

    ecDNA在不同基因区域、重复序列元件区域分布。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    5.联合转录组关联分析(高级分析)

    可以将ecDNA与mRNA进行联合分析寻找相关性。

     

     

     

  • 样本要求:

     

    样品类型

    细胞、组织、基因组DNA。其它类型样品请详询。

    样品量

    a)细胞 2×10^7

    b)组织 200 mg

    c)DNA:>=10 µg,溶于无菌水或 TE(PH = 8)(OD 260/280值应在1.7~2.0 之间;RNA 应该去除干净;不得有其它个体或其它物种的DNA污染)。

     

    样品运输及保存:

    样品运输:样品置于1.5mL Eppendorf管中,封口膜封好,干冰运输,DNA可用冰袋运输。

    样品保存:细胞样品或新鲜组织块切块,液氮冻存后-80℃保存;DNA样品短期内可置于-20℃保存,避免反复冻融。

技术服务

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