案例解析

案例1：环状DNA促进染色质的开放和促癌基因的表达

 

原文：Wu, S., Turner, K.M., Nguyen, N. et al. Circular ecDNA promotes accessible chromatin and high oncogene expression. Nature (2019) .

 

期刊：Nature           影响因子：43.07

 

研究团队首先结合二代全基因组测序和光学匹配（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：癌基因与邻近增强子的环化共扩增

 

原文：Morton AR, Dogan-Artun N, Faber ZJ, et al. Functional enhancers shape extrachromosomal oncogene amplifications. Cell. 2019 Nov 27;179(6):1330-1341

 

期刊：Cell           影响因子：36.22

 

本文作者利用染色体外环状DNA测序探讨了癌基因及其邻近增强子通过环状染色体外DNA的形式进行扩增事件，研究过程中发现了EGFR基因在成胶质细胞瘤中存在与其上游约130kb的非编码序列共同扩增的特征，EGFR基因案例表明肿瘤细胞中的癌基因通过高级扩增与环化而形成的对自身调控活性的增强，是一个十分有效的促癌机制。总之，这项研究综合利用各项计算分析和实验手段，首次揭示了增强子在癌基因环化扩增介导的促癌效应中所发挥的重要作用，这一机制也为抗肿瘤和诊断提供新的方向和理论依据。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2. EGFR与邻近增强子共扩增事件存在于染色体外环状DNA上

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

 

专业的生物信息学分析：

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数据分析

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聚类图、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。

 

 

 

 

 

 

 

 

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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。