mitä on Ekstrakromosomaalinen pyöreä DNA ja mitä se tekee?

tiedetään, että solun tumassa oleva DNA on pakattu lineaaristen kromosomien muotoon. Monien vuosien ajan tutkijat ovat havainneet pyöreisiin muotoihin järjestäytyneiden kromosomien rinnalla pienempiä DNA: n pituuksia. Jotkin näistä hiukkasista, joista on käytetty nimitystä ekstrakromosomaalinen pyöreä DNA (eccDNAs) tai mikrodnas, ovat tyypillisesti pieniä (<1 kb), geenien harvalukuisia ja monistumattomia. EccDNA: n kokonaismäärä soluissa voi olla jopa muutamia satoja per solu. eccDNA-molekyylejä on verenkierrossa myös soluttomassa muodossa ja ne tarjoavat mahdollisuuden toimia veripohjaisina biomarkkereina. Kasvaimissa voidaan havaita toisenlaista ekstrakromosomaalista pyöreää DNA: ta, joka näyttää olevan yksinomaan syöpäsoluille. Aiemmin nimitystä double minutes, mutta nyt kutsutaan ekstrakromosomaalinen DNA (ecDNA) koska ne eivät yleensä ole doublets, nämä ecDNA hiukkaset ovat usein hyvin suuria (keskikoko 1.3 Mb), joka on hyvin monistettu monilla kopioilla per solu, ja sisältää monia geenejä ja säätelyalueita, joissa on huomattava rikastus onkogeeneille. Tärkeää on, että syöpäsoluissa ecdnat näyttävät olevan transkriptiovaikutteisempia kuin kromosomaaliset vastineensa, ja niiden on epäilty antavan syöpäsoluille kasvua ja eloonjäämisetua. Tällä hetkellä normaalien solujen eccDNA: n ja syövän ecDNA: n, jos sellainen on olemassa, suhdetta ei ymmärretä. Koska kyseessä on arvoituksellinen geneettisen materiaalin muoto, esitimme kysymyksiä eccDNAs: stä ja ecDNAs: stä alan asiantuntijoista koostuvalle paneelille, joka on tutkinut eccdnas: n ja ecDNAs: n puolia niiden biofysikaalisista ominaisuuksista, tuotantomekanismeista, fysiologisista rooleista, syöpäbiologian rooleista ja diagnostisista mahdollisuuksista.

mitä eccdnat tekevät? Mikä on ollut suurin yllätys eccDNA: ssa tähän mennessä?

Anton Hensson: ecDNA on Proto-onkogeenin vahvistusväline syövässä. Tämä on ollut tiedossa jo jonkin aikaa. Yllättävää oli ecDNA: n esiintymistiheys syövässä ja ecDNA: n kyky muodostaa hyvin monimutkaisia rakenteita, mukaan lukien osia eri kromosomeista, sekä niiden kyky tunkeutua uudelleen genomiin.

Paul Mischel: keskityn kommenteissani omaan tutkimusalueeseeni, syövän ecDNA: han. Suurin yllätys minulle on se, miten kriittinen rooli ecDNA: lla on ihmisen syövässä. Tietomme viittaavat siihen, että ecDNA: lla on kriittinen rooli joidenkin pahanlaatuisimpien syöpien aggressiivisen käyttäytymisen ajamisessa ainakin kolmen lomitusmekanismin kautta.: 1) koska ecDNAs puuttuu sentromeerit, ne kuuluvat ei-Mendelin (toisin sanoen, nonchromosomal) perintö, joka mahdollistaa kasvaimia saavuttaa erittäin korkea onkogeneeni kopio numero säilyttäen intratumoral geneettinen heterogeenisuus; 2) intratumoral geneettinen heterogeenisuus syntyy tämän mekanismin perintö mahdollistaa kasvaimia kehittyä nopeasti vastauksena muuttuviin olosuhteisiin, mukaan lukien hoidot, kirjanpito merkittävä kyky joidenkin syöpien muuttaa genomeja nopeudella, jota ei voida selittää kromosomaalinen perintö; 3) ei-Mendeliläisen periytymisen ja valinnan saavuttama korkea DNA-templaattitaso yhdistettynä kehäarkkitehtuurin synnyttämään muutettuun kromatiiniorganisaatioon, jonka osoitimme (tunnistettiin tohtori Howard Changin kanssa tehdyssä työssä), johtaa massiiviseen onkogeenien transkriptioon. Yhdessä nämä ominaisuudet alkavat selittää, miksi jotkut syövät näyttävät genomisesti räjähtää ja muuttaa, miksi ne eivät läpikäy puhdasta selektiivisiä pyyhkäisyjä, ja miksi mikä tahansa solu kasvain näyttää pystyvän kertaamaan koko kasvain, sen koko spektrin heterogeenisyys, joissakin syöpätyypeissä. Se tarjoaa myös jonkin verran tietoa siitä, miksi kohdennettuja hoitoja vastaan onkogeenejä täydennetty ecDNA eivät ole olleet niin onnistuneita kuin ennakoitiin.

Anindya Dutta: karyotyypin kautta syövissä näkyvien pitkien eccdnojen, joita kutsutaan myös kaksoisminuuteiksi tai ecdnoiksi, tiedetään kantavan onkogeenejä, joita monistetaan syöpien edistämiseksi. Viimeaikaiset tulokset viittaavat siihen, että on olemassa suuri populaatio pienempiä eccdna, <1000 bp pitkä, jotka muodostavat 90% eccDNA normaaleissa soluissa ja syöpäsolulinjoissa. Syöpäsoluissa on myös pidempiä ecdnoja, jotka eivät aina näy karyotyypin avulla, joiden koko vaihtelee 1 kb: stä kaksinkertaiseen minuuttiin. Ympyrät, jotka ovat kyllin pitkiä sisältämään täydet geenit, voivat yliekspressoida geenejä ja vahvistaa niitä. Tämä on erittäin tärkeää syövissä, jotka sisältävät pitkiä ecDNAs. Pienten piirien toiminta on epäselvää, mutta olemme osoittaneet, että ne voivat ilmaista RNAS: ia vapautetulla tavalla ja että RNAS: t jalostetaan microRNAs: ksi ja pieniksi häiritseviksi RNAS: iksi solujen geenien tukahduttamiseksi.

minulle suurin yllätys on edelleen alkuperäinen havaintomme siitä, miten kaikkialla eccdnat ovat, jopa normaaleissa kudoksissa, ja se, että useimmat niistä ovat somaattisesti mosaiikkimaisia (erilaisia eri solujen välillä) jopa syövissä. Vasta kun ne antavat soluille selektiivisen edun, kuten onkogeenejä kantavat eccdnat tekevät syövissä, sama eccDNA nähdään monissa syövän soluissa.

Birgitte Regenberg: to find that: 1) eccDNA on yleinen geneettinen Elementti eukaryoottisissa soluissa, 2) eccDNA voi syntyä kaikista eukaryoottisten genomien osista, 3) valinta voi johtaa tehostajien ja onkogeenien yhteisvahvistukseen kompleksisessa eccDNA: ssa kasvaimissa, 4) tietyt lokukset näyttävät muodostavan eccDNA: ta toistuvasti ja suurella nopeudella hiivassa (CUP1 ja HXT6 HXT7). Jälkimmäinen tulos on todella mielenkiintoinen, koska se viittaa siihen, että eccDNA voi olla tärkeä rooli evoluutiossa tarjoamalla nopean sopeutumisen muutoksiin ympäristössä (korkea cupper, CUP1, ja alhainen glukoosi, HXT6 HXT7).

Dennis Lo: Ryhmäni kiinnostui eccDNA: sta ensimmäisen kerran, kun aloimme etsiä ympyränmuotoisia DNA-molekyylejä ihmisen plasmasta. Matkamme alkoi mitokondrion DNA: n (mtDNA) tutkimisella, joka on mitokondrion sisällä noin 16 kilotonnin ympyränmuotoisena DNA-molekyylin palana. Tuloksemme osoittivat, että ihmisen plasmassa on sekä pyöreitä että lineaarisia mtDNA-molekyylejä. Yksi yllätys tässä työssä on demonstrointimme siitä, että pyöreillä mtDNA-molekyyleillä ja lineaarisilla mtDNA-molekyyleillä on eri kudokset. Näin ollen pyöreät mtDNA-molekyylit ovat pääasiassa hematopoieettisesta järjestelmästä, kun taas lineaariset mtDNA-molekyylit ovat pääasiassa maksasta.

olemme sittemmin laajentaneet työtämme eccDNA: n etsimiseen plasmasta. Olemme erityisesti osoittaneet, että sikiön eccDNA-molekyylit ovat havaittavissa raskaana olevien naisten plasmassa. Kiertävän DNA: n kokojakauma on kiinnostanut ryhmäämme jo vuosia. On mielenkiintoista huomata, että emon plasman eccDNA-molekyyleillä (joiden huomattavat kokohuiput ovat 202 bp ja 338 bp) on pidempi kokojakauma kuin lineaarisilla DNA-molekyyleillä (modaalinen Koko 166 bp). Aikaisempi tutkimuksemme plasman lineaarisista DNA-molekyyleistä osoitti, että äidin plasman lineaarisilla sikiön DNA-molekyyleillä on hieman lyhyempi kokojakauma kuin äidin lineaarisilla DNA-molekyyleillä. Toinen yllätys työssämme on se, että olemme havainneet sikiön kiertävissä eccDNA-molekyyleissä samanlaista lyhyyttä kuin emolähtöisissä molekyyleissä.

mikä on ensisijainen hypoteesi eccDNAs: n tuotantomekanismista soluissa? Mitä todisteita on tämän hypoteesin tueksi?

Anindya Dutta: luulen, että eccdnat tuotetaan DNA: n korjauksen sivutuotteena. Tärkein näyttö tästä on, että ne ovat lisääntyneet aineet, jotka lisäävät DNA-vaurioita, ja olemme ilmoittaneet, että tietyt DNA korjaus geenit, kuten MSH3 (mukana epäsuhta korjaus) tarvitaan tuottamaan eccDNAs.

Birgitte Regenberg: Kannatan mallia, jossa mikä tahansa DNA-vaurio voi johtaa DNA: n kiertoon tunnettujen DNA-korjausmekanismien kautta. Tähän liittyy niiden muodostuminen homologisen rekombinaation, mikrohomologian ja ei-homologisen lopun yhdistyessä muiden DNA: n korjausreittien kanssa. Suurin osa todisteistamme perustuu homologiaan eccDNA: han johtaneen kromosomin murtumispisteen ympärillä.mutanttitutkimuksia tarvitaan yhä syy-yhteyden osoittamiseksi. Re-replikaatio saattaa myös tuottaa kehämäistä DNA: ta, kuten Origin-Dependent Inverted-Repeat Amplification model (Maitreya Dunhamilta) selittää, mutta meidän on vielä tutkittava, kuinka tärkeä tämä mekanismi on. Satunnaisprosessien lisäksi muutama ympyrä muodostuu suunnatun rekombinaation (t-solureseptorin poistoympyrät) ja retrotransposonien pitkän terminaalisen toistuvan eccDNA: n kautta ekstrakromosomaalisen lineaarisen DNA: n kiertoliikkeestä retrotransposonien transpositionaalisen elinkaaren aikana.

Anton Henssen: Julkaistun kirjallisuuden ja omien havaintojemme perusteella uskon, että eccDNA: n syntyyn voi olla monia erilaisia mekanismeja. EccDNA voi syntyä katastrofaalisten genomin uudelleenjärjestäytymisprosessien, kuten kromotripsiksen, kautta, mutta on myös muita genomin epävakauden prosesseja, jotka voivat edistää niiden muodostumista.

Paul Mischel: jälleen keskityn vastauksiini syövän ecDNA: han. On olemassa historiallinen näkemys ecDNA muodostumista, tai tuolloin kutsutaan kahden minuutin muodostumista, jossa tapahtuu jotain, joka johtaa poistamalla venyttää DNA sen natiivi kromosomipaikkaan, jonka jälkeen replikaatio ja amplifikaatio ecDNA. Tähän tietoon vaikuttivat muun muassa tutkijat Robert Schimke, Geoff Wahl, Nicholas Vogt ja Bernard Malfoy. Tarkat molekyylimekanismit, niiden suhde mahdollisiin poikkeavuuksiin DNA-vaurio-ja reagointijärjestelmässä, ovat edelleen epätäydellisesti selvillä. Se on aktiivisen tutkimuksen alue, myös laboratoriossamme. Lisäksi David Pellman ja muut olivat ehdottaneet, että kromotripsis, joka syntyy, kun viiveellä oleva kromosomi ”juuttuu” mikrotumaan ja pilkkoutuu tehokkaasti, voisi mahdollisesti muodostaa ecDNA: ta. Peter lyn ja Don Clevelandin hiljattain tekemä kokeellinen työ, jossa he kehittivät kromotriptisen Y-kromosomin, viittaa siihen, että kromotripsis voi johtaa ecDNA: n muodostumiseen geenien monistusmekanismina. Siksi on täysin mahdollista, että useat mekanismit voivat johtaa ecDNA: n muodostumiseen, joka sitten toimii valinnan mukaan. On tärkeää kehittää syvempää mekanistista ymmärrystä prosesseista, jotka edistävät ecDNA: n muodostumista.

Dennis Lo: kokojakauman analyysityössämme, jossa oli eccDNA-molekyylejä äidin plasmassa, olemme havainneet useita merkkejä nukleosomaalisista allekirjoituksista. Olemme esimerkiksi havainneet 10 bp jaksotuksen kokojakaumassa 202 bp: n ja 338 bp: n näkyvien kokohuippujen läheisyydessä. Arviomme on, että 202 bp: n koko on suurin piirtein nukleosomiytimen ja kahden linkerin Koko, kun taas 338 bp: n koko on suunnilleen kahden nukleosomiytimen ja kahden linkerin koko. Toinen huomattava havainto on, että useimmin havaituista emon plasmassa esiintyvistä eccDNA-molekyyleistä on havaittu neljä kolminukleotidimotiivien sarjaa eccDNA-molekyylin yhtymäkohdassa. Tällaisessa kohteessa ensimmäinen ja kolmas kuva-aihe ovat suoria toistoja, kun taas toinen ja neljäs ovat toinen sarja suoria toistoja. Toivomme, että nämä havainnot auttavat ymmärtämään paremmin eccDNA: n tuotantomekanismia. Ymmärrämme täysin, että meillä ei ole kaikkea tietoa täydellisen mallin rakentamiseksi, mutta uskomme, että koko kenttä etenee sitä kohti.

mitä eccdna: sta ja syövästä tiedetään? Millä tavoin eccDNAs edistää syöpäsolujen pahanlaatuisia ominaisuuksia?

Paul Mischel: olemme oppineet seuraavaa: 1) ecDNAs näyttävät olevan yksinomaan syövän, tai ainakin, meillä on vielä nähdä sen normaaleissa soluissa, 2) ecDNAs ajaa korkea onkogeeni kopionumero ja ylläpitää intratumoraalinen geneettinen heterogeenisuus kautta mekanismi ei-Mendelin, nonchromosomal perintö; 3) ecDNAs, koska tämä perintö mekanismi, voi muuttaa genomeja nopeasti, mukaan lukien kiertää hoitoja; 4) Korkea DNA-mallin taso ecDNA, yhdistettynä muuttunut kromatiini arkkitehtuuri, ajaa massiivinen onkogeeni transkriptio, ja voi uudistaa epigenome tavoilla, jotka edistävät tuumorigeneesiä.

Anton Henssen: ecDNA ei ole vain onkogeenin monistumisen väline, vaan se voi myös edistää genomin muokkaamista integroimalla sen uudelleen lineaariseen genomiin. Olemme osoittaneet, että ympyränmuotoinen DNA: n uudelleenintegrointi johtaa toiminnallisesti tärkeiden genomialueiden häiriintymiseen ja että tämä häiriö voi edistää monia syöpäsolujen pahanlaatuisia piirteitä.

Birgitte Regenberg: tiedämme, että useiden eccDNA: n onkogeenien monistuminen korreloi syövän kanssa, ja syöpäpotilailla, joilla on tiettyjä eccdna: n vahvistuksia, on huono ennuste. Onkogeenien, kuten MYC: n ja EGFR: n, yliekspressio eccDNA: ssa todennäköisesti ohjelmoi solut uudelleen ja aiheuttaa tuumorigeenisen tilan.

Anindya Dutta: syöpien ympyrät ovat pidemmät kuin normaalien solujen, ja on ehdotettu, että ne saavat eri nimen: ecDNAs. Tiedämme nyt, että niitä esiintyy lähes kaikissa syövissä, mutta ne eivät ole niin suuria, että ne voitaisiin havaita sytogenetiikan avulla kaksinkertaisina minuutteina. Pitkät ecdnat kantavat kokonaisia geenejä, ja kun nämä geenit ovat onkogeenejä tai syöpää ajavia geenejä, ecdnat mahdollistavat niiden yliekspression ja monistumisen. Esimerkiksi ecDNAs kuljettaa seuraavia onkogeenejä: MDM2-onkogeeni (löydettiin alun perin kahden minuutin kuluttua) inaktivoi p53-tuumorisuppressorin, kun taas EGFR-onkogeeni tekee gliooma-ja glioblastoomasoluista hypervastaavia EGF: lle. Koska ecdnat eivät erotu tasaisesti tytärsolujen kesken, tytärsolujen välinen ympyröiden satunnainen jakautuminen helpottaa joidenkin tyttärien saada enemmän kopioita ympyröistä ja siten saada kasvuetua ilmaisemalla enemmän koodattua onkogeenia. Näin ollen DNA: n kehien ei-Mendelialainen periytyminen helpottaa syöpäsolun vahvistamista ympyröitä, jotka antavat syövälle kasvuedun.

luuletko, että eccDNAs voisi toimia biomarkkereina taudin arvioinnissa, millä tavoin ja miten?

Dennis Lo: mielestäni eccDNA-molekyylit plasmassa olisivat mielenkiintoinen suunta biomarkkeritutkimukselle. Yksi haaste on se, että niiden kokonaispitoisuus näyttää olevan huomattavasti pienempi kuin lineaaristen DNA-molekyylien pitoisuus plasmassa. EccDNA-molekyylien suurella kokojakaumalla plasmassa on yksi etu, että pidemmät molekyylit kuljettaisivat mahdollisesti enemmän geneettistä ja epigeneettistä tietoa alkuperäkudoksesta.

Anindya Dutta: olemme jo osoittaneet, että eccdnat ovat 1) vapautuneet vereen kasvaimista ja sikiöstä ja 2) voidaan havaita ja kvantifioida soluttomasta kiertävästä DNA: sta. Koska ne ovat pitempiä (keskiarvo: 250 emästä) kuin lineaarisoluttomat kiertävät DNA: t (keskiarvo): 150 emästä) ja vakaampi, kiertävä soluton eccDNAs voisi olla hyödyllinen mutaatioiden havaitsemiseksi onkogeeneissä (syövissä) tai mutaatioiden havaitsemiseksi kehityshäiriöisesti tärkeissä geeneissä (ei-invasiivisissa-prenataalisissa testeissä). Syövissä nähtyjen ympyröiden pidempi koko suhteessa normaaliin kudokseen voi olla hyödyllinen myös seulontavälineenä syöpien nestemäisessä biopsiassa.

Birgitte Regenberg: kyllä, uskon, että eccDNA voi mahdollisesti toimia biomarkkerina useille sairauksille, jotka liittyvät mutaatioon ja genomien uudelleenjärjestelyyn. T-solureseptorigeenin EccDNA: ta käytetään jo vaikean yhdistetyn Immuunipuutostaudin toteamiseen ja viimeaikaiset tiedot ovat osoittaneet, että sikiön eccDNA voidaan havaita äidin plasmassa. Vaikuttaa todennäköiseltä, että plasman muut eccDNA: t voivat toimia merkkiaineina syöpien seurannassa, joskin eccDNA: n pitoisuus plasmassa on todennäköisesti rajoittuva.

Anton Henssen: pediatrisessa onkologiassa mycn: ää sisältävien kaksiminuuttisten kromosomien muodossa oleva ecDNA on jo vakiintunut biomarkkeri neuroblastoomaa sairastavien potilaiden kliinisessä riskinarvioinnissa. Uskon, että samoin muut ecdnat voisivat toimia biomarkkereina eri sairauksien ominaisuuksille monissa kasvainyksiköissä.

Paul Mischel: kyllä, on olemassa huomattavia tietoja, jotka viittaavat siihen, että ecDNA saattaa olla aggressiivisempien syöpätyyppien biomarkkeri ja saattaa antaa uutta tietoa joidenkin syöpien kyvystä kehittyä niin nopeasti, myös hoitojen vaikutuksesta. On myös pakottavia syitä ajatella, että potilaita, joiden syöpien taustalla on ecDNA, on ehkä hoidettava eri tavalla.

mikä on suosikki lähestymistapasi eccDNA: n analysointiin ja mitkä ovat sen edut?

Birgitte Regenberg: suurin osa eccDNA: sta on olemassa pieninä kopiolukuina, eikä sitä ole vangittu koko genomin sekvensoinnilla. Mittaamaan sekä korkean että matalan kopion eccDNA, laboratorioni on kehittänyt menetelmiä eristää, sekvenssi, ja koota eccDNA (Circle-Seq ja Circle-Map, yhteistyössä L. Maretty, D. Botstein, ja M. Mohiyuddin). Näiden menetelmien avulla voimme profiloida eccDNA genomien välillä missä tahansa solussa ja tilassa. Näin voimme saada tietoa siitä, miten eccDNA korreloi iän ja sairauden kanssa (yhteistyö J. S. Johansenin ja Y. Lou), ja perustasolla ymmärtää, miten ne muodostavat, kehittyvät ja tuhoutuvat solupopulaatiossa.

Anindya Dutta: laboratoriossani on useimmiten käytetty eksonukleaasiresistenttien ympyröiden vierintäympyrävahvistusta satunnaisilla heksamereilla, joita seuraa pariloppuinen sekvensointi (Circle-Finder) ympyröille ominaisten liitosten tunnistamiseksi. Koska useimmat genomiikan kokeet eivät sisällä liikkuvan ympyrän vahvistusta, emme voi analysoida uudelleen muiden ryhmien tuottamaa genomitietoa ympyröiden tunnistamiseksi. Viime aikoina olemme kuitenkin osoittaneet, että Transposaasi-saatavilla olevan kromatiinin määritys sekvensoinnilla (halvempi) tai koko genomin sekvensoinnilla (paljon kalliimpi) voidaan havaita DNA-ympyröitä. Toivomme, että nämä laajemmin käytetyt tekniikat mahdollistavat ympyröiden tunnistamisen jo olemassa olevista tietokokonaisuuksista. Lisäksi Dennis Lo: n ja co-workersin tuore paperi osoittaa, että ympyrät voidaan havaita pilkkomalla yhteisillä leikkausrajoitusentsyymeillä ja sekvensoimalla fragmentit liitoksia varten.

Dennis Lo: Käsittelemme ensin plasman DNA: ta eksonukleaasilla, joka poistaa suuren osan näytteen lineaarisista DNA-molekyyleistä. Sitten leikkaamme ympyrät auki joko restriktioentsyymien tai transposaasin avulla muodostaaksemme lineaarisia DNA-molekyylejä jatkotutkimusta varten (esim.DNA-sekvensointi). Mielestämme transposaasipohjaisen menetelmän etuna on se, että toisin kuin restriktioentsyymipohjainen lähestymistapa, joka edellyttää restriktioentsyymien tunnistuspaikan olemassaoloa eccDNA-molekyylissä, transposaasimenetelmä voi mahdollisesti vaikuttaa mihin tahansa eccDNA-molekyyliin.

Paul Mischel: Kollegani Vineet Bafna on kehittänyt tehokkaan työkalusarjan, mukaan lukien Amplicon Architect ja Amplicon Reconstructor analysoimaan ecDNA-rakennetta. Itse asiassa, jatkuvaa työtä tohtori Bafnan ja tohtori Verhaakin kanssa tehdään ecDNA: n analysoimiseksi paremmin julkisesti saatavilla olevissa koko genomin sekvensointitietokannoissa. Myös, työskentelevät lähellä kollegoiden Drs. Howard Chang ja Bing Ren, käytämme näkökohtia ”epigeneettinen” työkalupakki luonnehtia ecdna syövän.

Anton Henssen: Haluamme erityisesti eristää ja sekvensoida ecDNA: n pitkälukuisella sekvensoinnilla, joka tarjoaa mahdollisuuden tarkasti kartoittaa ecdna: n rakennetta.

mitä eccDNA: han liittyviä tutkimuskysymyksiä olet innokkain tutkimaan?

Paul Mischel: olemme hyvin kiinnostuneita ymmärtämään useita ecDNA: han liittyviä kriittisiä kysymyksiä, joita ei ole lueteltu tärkeysjärjestyksessä. Ensinnäkin miten ecDNA muodostuu ja mitkä ovat sen muodostumiseen osallistuvat Keskeiset molekyylitason ”toimijat”? Toiseksi, mitkä ovat ecDNA: n ylläpitoon ja toimintaan liittyvät molekyylimekanismit? Käytetäänkö eri komponentteja? Käytetäänkö samoja komponentteja eri tavalla? Kolmanneksi, mitkä ovat kliiniset vaikutukset potilaille? Voiko ecDNA: lla kertoa jotain tärkeää kliinisestä kurssista? Neljänneksi, voimmeko löytää toimintakohteita, joiden avulla voidaan kehittää uusia hoitoja, jotka auttavat potilaita, joiden syöpiä ecDNA ohjaa?

Anton Henssen: lääkärinä tutkin innokkaasti mahdollisuuksia käyttää ecDNA: ta koskevaa ymmärrystämme uusien diagnostisten ja terapeuttisten lähestymistapojen löytämiseksi potilaille, jotka kärsivät ecDNA: n aiheuttamista syövistä.

Dennis Lo: Haluaisin tutkia äidin plasmassa olevan eccDNA: n kykyä havaita tai seurata raskauteen liittyviä häiriöitä (esim.preeklampsia). Olen myös kiinnostunut kehittämään uudempia ja mahdollisesti kattavampia lähestymistapoja eccDNA-analyysiin. Olen tietoinen siitä, että tällä hetkellä käytettävissä olevilla menetelmillä saattaa olla tiettyjä harhoja valituissa kiertävien eccDNA-molekyylien osajoukoissa.

Anindya Dutta: haluan löytää normaaleissa soluissa esiintyvien eccDNAs: n toiminnot. Koska ne ovat niin kaikkialla ja somaattisesti mosaiikki, se on hyvin jännittävää, jos ne edistävät solujen välistä heterogeenisuutta normaaleissa kudoksissa tai edistävät jonkinlaista patologiaa. Haluan myös määritellä, mitä reittejä liittyy kehien muodostumiseen normaaleissa soluissa ja syöpäsoluissa, siinä toivossa, että puuttumalla näihin syöpäreitteihin voimme auttaa selvittämään mahdolliset geenien monistumispaikat syövissä ja siten auttaa hoidossa. Lopuksi haluan, että otetaan käyttöön eccDNA-sekvensointi syöpien nestemäisissä koepaloissa ja sikiön geneettisten sairauksien ei-invasiivisissa raskaustesteissä.

Birgitte Regenberg: sen lisäksi, että ymmärrän, miten eccDNA voi vaikuttaa eukaryoottisten genomien geneettiseen vaihteluun ja evoluutioon, olen innokas ymmärtämään, miten eccDNA muodostuu ja säilyy genomissa. Neljä tekijää todennäköisesti määrittää kiertävän DNA: n vaihtuvuuden solulinjassa: nopeus, jolla se on muodostettu sen kromosomilokus, sen kyky replikoida, sen erottelutapa, sekä kasvun etu tai haitta se tarjoaa sen isäntäsolu. Lisäksi eukaryoottisoluilla voi mahdollisesti olla mekanismeja, jotka hajottavat tai erittävät eccDNA: ta. Tämä on erityisen tärkeää monisoluisten eliöiden meioottisille soluille, sillä itulinjan eccDNA: lla voi olla suuria kielteisiä vaikutuksia seuraavassa sukupolvessa. Hiivasta saadut tuoreet tiedot viittaavat siihen, että meioottiset solut ovat todellakin kehittäneet mekanismeja eccDNA: n (Ünalin Berkleyn laboratoriosta) osajoukon sitomiseksi, ja näyttää todennäköiseltä, että sama pätee monisoluisten eliöiden, kuten ihmisten, sukusoluihin.

tekijän kannanotot

kaikki kirjoittajat vahvistivat osallistuneensa tämän paperin älylliseen sisältöön ja täyttäneensä seuraavat 4 vaatimusta: (a) merkittävä panos datan suunnitteluun, suunnitteluun, hankintaan tai analysointiin ja tulkintaan; (b) artiklan laatiminen tai tarkistaminen henkisen sisällön osalta; (c) julkaistun artikkelin lopullinen hyväksyminen; ja (D) suostuminen olemaan vastuussa kaikista artiklan näkökohdista varmistaen siten, että artikkelin minkä tahansa osan tarkkuuteen tai eheyteen liittyvät kysymykset tutkitaan ja ratkaistaan asianmukaisesti.

tekijöiden paljastukset tai mahdolliset eturistiriidat

käsikirjoituksen jättämisen jälkeen kaikki kirjoittajat täyttivät tekijätietolomakkeen. Tiedot ja / tai mahdolliset eturistiriidat:

työsuhde tai johtajuus

R. W. K. Chiu, Clinical Chemistry, AACC; Y. M. D. Lo, Clinical Chemistry, AACC, Dra Limited, Take2 Holdings.

konsultti tai neuvonantaja

R. W. K. Chiu, Grail; Y. M. D. Lo, Grail, Decheng Capital; P. Mischel, Boundless Bio, Inc.

Stock Ownership

R. W. K. Chiu, Grail, DRA Limited, Take2 Holdings; Y. M. D. Lo, Grail, DRA Limited, Take2 Holdings; P. Mischel, Boundless Bio, Inc.

Honoraria

Ei ilmoitettu.

tutkimusrahoitus

R. W. K. Chiu, Grail; A. Dutta, National Institutes of Health; Y. M. D. Lo, Grail, Hong Kong Research Grants Council Theme-Based Research Scheme T12-403/15N and T12-401/16W.

asiantuntijalausunto

Ei ilmoitettu.

patentit

R. W. K. Chiu, PCT/CN2020 / 081066; A. Dutta, USA ppa 62832443; Y. M. D. Lo, Multiple patents and patent applications in diagnostic applications of cell-free DNA; P. Mischel, SD-2019-149-1, SD-2019-149-2, SD-2019-149-3.

muu korvaus

A. Dutta, Gordon Research Conference, Cold Spring Harbor Lab, BIH Academy, Shenzhen Medical School.

epätyypilliset lyhenteet

• eccDNA

  ekstrakromosomaalinen pyöreä DNA

• ekdna

  ekstrakromosomaalinen DNA

• mtDNA

  mitokondrion DNA