研究发现环状DNA使癌细胞恶变

脱氧核糖核酸或DNA不仅在序列上而且在形状上都编码信息。在先前的启示性工作的基础上，由加利福尼亚大学圣地亚哥分校，路德维希癌症研究所的UC圣地亚哥分校，斯坦福大学和霍华德休斯医学研究所的研究人员领导的一组科学家报告说，在癌症中，甜甜圈不同在人类肿瘤细胞中发现大量染色体外DNA(ecDNA)形圆圈;改变癌症相关癌基因的表达方式;促进侵略性的恶性行为;并在肿瘤快速发展和抵抗威胁(例如化学疗法，放射疗法和其他疗法)的能力中发挥关键作用。

研究结果发表在2019年11月20日在线《自然》杂志上。

加州大学教授Paul S. Mischel表示：“这是一种范式转变。癌症ecDNA的形状不同于正常的DNA，这对于我们对癌症生物学和临床影响的理解具有非常重要的意义。圣地亚哥医学院病理学系和路德维希成员。

Mischel是与该研究的合著者之一，该研究的作者是圣地亚哥加州大学雅各布工程学院的计算机科学与工程教授Vineet Bafna博士。斯坦福大学和霍华德休斯医学院的Howard Y. Chang博士，路德维希癌症基因组学和遗传学教授;任冰，博士，加州大学圣地亚哥分校医学院细胞与分子医学教授，路德维希学院成员。

人类的DNA通常形成长而扭曲的遗传物质双螺旋：大约30亿个碱基对被组织成23对染色体，它们被奇迹般地挤压到每个细胞核中，每个平均直径只有6微米。(以端到端的方式排列，单个细胞核中的所有DNA都将延伸大约六英尺，一个人体内的所有DNA都将跨越太阳系直径的两倍左右，超过70亿英里。)

在人类和其他真核生物中，正常的DNA通过将其紧密包裹在称为组蛋白八聚体的蛋白质复合物簇中而紧密地包裹在细胞核中。为了访问和读取DNA的遗传指令，细胞依靠酶和复杂的机械来切割和移动碎片，一次只能访问一部分，这与读取部分打开的滚动条不同。

但是，研究人员报告说，癌细胞与细菌具有某些相似之处，而细菌则包含通常更容易获得的环状DNA。为了研究ecDNA的形状如何影响功能，研究团队开发了地形学上已知的致癌染色体外DNA圆形图。他们发现，癌症中的环状ecDNA尽管缠绕在蛋白质核心周围，但高度可访问，从而允许有更多的访问点和位置，可以快速转录和表达遗传信息。此功能使肿瘤细胞能够生成大量促进生长的癌基因，并能更快地进化，并能对不断变化的环境和潜在威胁做出更有力的反应。

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