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文章題目：Extrachromosomal DNA replication and maintenance couple with DNA damage pathway in tumors
期刊：Cell
發(fā)表時間：2025年4月28日
主要內(nèi)容：中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院定量合成生物學(xué)全國重點實驗室、合成生物學(xué)研究所研究員甘海云團隊在學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表題為“Extrachromosomal DNA replication and maintenance couple with DNA damage pathway in tumors”的研究論文，揭示了 ecDNA 維持與 DNA 損傷應(yīng)答之間的雙向調(diào)控關(guān)系，為理解 ecDNA 在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機制提供了新視角，也為開發(fā)靶向 ecDNA 的抗腫瘤治療策略奠定了重要理論基礎(chǔ)。
原文鏈接：https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00414-3
使用TransGen產(chǎn)品：
Trans5α Chemically Competent Cell (CD201)
研究背景
染色體外DNA（extrachromosomal DNA，ecDNA）是一種獨立于染色體存在的環(huán)狀 DNA 分子，在 30-50% 的惡性腫瘤患者中被檢測到。雖然早在 1965 年就發(fā)現(xiàn)其存在（當(dāng)時稱雙微體），但其生物學(xué)意義長期不明。研究發(fā)現(xiàn)，ecDNA 可攜帶完整的致癌基因（如 MYC、EGFR）及其增強子序列。當(dāng)這些基因從染色體脫落并環(huán)化形成 ecDNA 后，原本的表觀遺傳修飾記憶丟失，導(dǎo)致癌基因異常激活。臨床顯示，攜帶 ecDNA 的腫瘤惡性程度更高、治療抵抗更強、預(yù)后更差，因此，靶向 ecDNA（如干擾其復(fù)制或調(diào)控表觀遺傳重塑）具有重要的治療潛力，但其復(fù)制與維持機制、表觀遺傳重塑及在腫瘤中的作用仍是研究難點，解決這些問題將為抗癌治療提供新突破口。
文章概述
研究團隊利用 CRISPR-Cas9 基因編輯技術(shù)構(gòu)建了攜帶 EGFR 的 ecDNA 細胞系，通過體外人工染色體組裝技術(shù)構(gòu)建了模擬臨床患者來源的人工 ecDNA 分子，通過 EdU 標記證實了 ecDNA 在活細胞內(nèi)進行自主復(fù)制。蛋白質(zhì)組分析發(fā)現(xiàn)，在攜帶 ecDNA 的細胞中，DNA 復(fù)制核心機器（如 MCM 復(fù)合物）和表觀遺傳調(diào)控因子（包括組蛋白修飾酶和染色質(zhì)重塑復(fù)合物）顯著富集于新生 DNA 鏈上，同時伴隨 DNA 損傷應(yīng)答蛋白的異常富集。功能實驗證明攜帶 ecDNA 的細胞表現(xiàn)出更嚴重的基因組不穩(wěn)定特征，特別是 DNA 雙鏈斷裂（DSB）水平顯著升高。進一步實驗證明，ATM 激酶介導(dǎo)的 DNA 損傷應(yīng)答通路在 ecDNA 陽性細胞中被特異性激活，揭示了ecDNA 復(fù)制過程中存在獨特的分子特征：一方面需要表觀遺傳因子的精細調(diào)控，另一方面又不可避免地引發(fā) DNA 損傷修復(fù)通路的激活。機制研究表明，ecDNA 的松散染色質(zhì)結(jié)構(gòu)使其在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中易與拓撲異構(gòu)酶切割復(fù)合物（TOPCC）發(fā)生沖突，從而觸發(fā) ATM 介導(dǎo)的 DDR 通路。進一步發(fā)現(xiàn)，ecDNA 的維持高度依賴替代性非同源末端連接（alt-NHEJ）修復(fù)途徑，抑制該通路可顯著降低 ecDNA 豐度。臨床轉(zhuǎn)化潛力方面，DDR 抑制劑（如 ATM、CHK 或 TOP1抑制劑）能夠顯著降低細胞內(nèi) ecDNA 的含量，有效殺傷攜帶 ecDNA 的細胞。
該研究系統(tǒng)闡明了腫瘤細胞中 ecDNA 的獨特生物學(xué)特性：其固有的不穩(wěn)定性與 DNA 損傷應(yīng)答（DDR）通路介導(dǎo)的穩(wěn)定性之間形成了動態(tài)平衡體系。這一突破性發(fā)現(xiàn)揭示了 ecDNA 通過平衡態(tài)調(diào)控參與腫瘤發(fā)生發(fā)展的分子機制，為臨床轉(zhuǎn)化提供了新靶點——基于 ecDNA 分子特征開發(fā)的靶向藥物或?qū)⒊蔀?nbsp;30-50% ecDNA 陽性腫瘤患者的精準治療選擇。
全式金生物產(chǎn)品支撐
優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金生物的 Trans5α Chemically Competent Cell (CD201)助力本研究。產(chǎn)品自上市以來，深受客戶青睞，多次榮登知名期刊，助力科學(xué)研究。
Trans5α Chemically Competent Cell (CD201)
本產(chǎn)品經(jīng)特殊工藝制作，可用于 DNA 的化學(xué)轉(zhuǎn)化。使用 pUC19 質(zhì)粒 DNA 檢測，轉(zhuǎn)化效率高達 108 cfu/μg DNA 以上。因其轉(zhuǎn)化效率高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定的特點多次榮登 Nature、Cell、Cell Metabolism 期刊。
產(chǎn)品特點
? 適用于藍白斑篩選。
? rec A1 和 end A1 的突變有利于克隆 DNA 的穩(wěn)定和高純度質(zhì)粒 DNA 的提取。
全式金生物的產(chǎn)品再度亮相 Cell 期刊，不僅是對全式金生物產(chǎn)品卓越品質(zhì)與雄厚實力的有力見證，更是生動展現(xiàn)了全式金生物長期秉持的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶”核心理念。一直以來，全式金生物憑借對品質(zhì)的執(zhí)著追求和對創(chuàng)新的不懈探索，其產(chǎn)品已成為眾多科研工作者信賴的得力助手。展望未來，我們將持續(xù)推出更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，期望攜手更多科研領(lǐng)域的杰出人才，共同攀登科學(xué)高峰，書寫科研創(chuàng)新的輝煌篇章。
使用Trans5α Chemically Competent Cell (CD201) 產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Kang X, Li X R, Zhou J Q, et al. Extrachromosomal DNA replication and maintenance couple with DNA damage pathway in tumors [J]. Cell, 2025.(IF 45.5)
? Jiang Y, Dai A R, Huang Y W, et al. Ligand-induced ubiquitination unleashes LAG3 immune checkpoint function by hindering membrane sequestration of signaling motifs [J]. Cell, 2025.(IF 45.5)
? Ou X M, Ma C Y, Sun D J, et al. SecY translocon chaperones protein folding during membrane protein insertion [J]. Cell, 2025.(IF 45.5)
? Zhao Y, Ping Y Q, Wang M W, et al. Identification, structure and agonist design of an androgen membrane receptor [J]. Cell, 2025.(IF 45.5)
? Wen X, Shang P, Chen H D, et al. Evolutionary study and structural basis of proton sensing by Mus GPR4 and Xenopus GPR4 [J]. Cell, 2025.(IF 45.5)
? Hu Q L, Liu H H, He Y J, et al. Regulatory mechanisms of strigolactone perception in rice [J]. Cell, 2024.(IF 45.5)
? Shang P, Rong N, Jiang J J, et al. Structural and signaling mechanisms of TAAR1 enabled preferential agonist design[J]. Cell, 2023.(IF 45.5)
? Jiang L, Xie X, Su N, et al. Large Stokes shift fluorescent RNAs for dual-emission fluorescence and bioluminescence imaging in live cells[J]. Nature Methods, 2023.(IF 36.1)
? Li X, Zhang Y, Xu L, et al. Ultrasensitive sensors reveal the spatiotemporal landscape of lactate metabolism in physiology and disease[J]. Cell Metabolism, 2023.(IF 27.7)
? Han W, Gao B Q, Zhu J, et al. Design and application of the transformer base editor in mammalian cells and mice[J]. Nature Protocols, 2023.(IF 13.1)
? Liu R, Yao J, Zhou S, et al. Spatiotemporal control of RNA metabolism and CRISPR–Cas functions using engineered photoswitchable RNA-binding proteins[J]. Nature Protocols, 2023.(IF 13.1)
? Zhong S, Ding W, Sun L, et al. Decoding the development of the human hippocampus[J]. Nature, 2020.(IF 50.5)
