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热报：ecDNA
周六，阿尔法想说说前沿科技，就介绍最近医学界特别火的一个发现吧，它叫ecDNA。
其中DNA是很熟悉的词语了，相信我们的小特工和老探员一下子就能get到这是一种和基因相关的物质。
对！ecDNA的中文名，就是染色体外DNA。中学生物课曾讲过正常真核细胞的DNA存在于染色体上，但ecDNA存在于染色体外，这有点反常。
没错，ecDNA的确不同寻常，因为它总是出现在癌细胞中。
早在年，《柳叶刀》首次报道了染色体外DNA的存在，半个世纪过去，却鲜有人重视。
年2月9日，美国加州大学Ludwig癌症研究所的研究团队在《Nature》上发表了发现：恶性肿瘤的癌基因并不在染色体上，它们早已从染色体上脱落下来，以单独存在的小型环状DNA的形式存在。
这种小型环状的DNA被称为染色体外DNA，也就是阿尔法前面提到的ecDNA。
研究团队使用基因组学、生物信息学和传统的细胞遗传学等方式，分析了17种不同的癌细胞，研究了它们的ecDNA。
发现40%的肿瘤细胞中含有ecDNA，而正常细胞中几乎没有ecDNA，当他们在病人来源的脑癌模型中进行研究时，发现90%的癌细胞都携带ecDNA。
其实，ecDNA在生物界不是特别罕见。像线粒体DNA、植物中的叶绿体DNA都算染色体外DNA中的一类。
一般来说，ecDNA的大小在50~bp之间，但是，癌细胞中的ecDNA，比普通的ecDNA更大，能达到1~3Mb，甚至可以通过光学显微镜观察到，而且它们往往会携带一个到多个能帮助癌细胞脱颖而出的优势基因。
ecDNA和染色体上的DNA不同，在细胞分裂时，ecDNA会被随机分配到子代细胞中，因此，有些肿瘤中的细胞可能没有ecDNA，有的细胞又会有很多ecDNA。ecDNA的数量变化越大，肿瘤异质性就越大。
看到这里，问题就来了——什么是肿瘤异质性？
肿瘤异质性，是恶性肿瘤的特征之一。它是指肿瘤在生长过程中，经过多次分裂增殖，子细胞呈现出分子生物学或基因方面的改变，使肿瘤的生长速度、侵袭能力、对药物的敏感性、预后等各方面产生差异。
肿瘤异质性也是导致晚期肿瘤难以治疗的关键原因，因此，ecDNA很可能就是攻克恶性肿瘤最关键的一把钥匙。
我们身上的每个细胞，都携带着原癌基因。但是，在一般情况下，这些基因是不会表达出来的。
人体细胞核里面的DNA，会经历反复压缩折叠，形成常染色质和异染色质，存在于异染色质里面的一些癌基因，无法被表达出来。
而且，正常的DNA之间，会因为压缩折叠而产生相互作用，进而调控基因表达。而这种相互作用的频率，会随着两段DNA之间距离的增大而降低，对基因调控的作用也越来越弱。
可从染色体脱落下来的ecDNA是环状的，没了盘曲折叠的结构，这就让它的染色质结构变得相对开放，上面的基因，几乎都能被顺利转录出来。
换句话说，一旦原癌基因从染色体上脱落下来，形成这种环状的ecDNA，就能够大量表达。
DNA有一个重要作用，就是指导编码基因的转录，产生mRNA；而mRNA能够指导蛋白质的合成。
ecDNA的形态虽然是环状，但它也有同样的作用，而且ecDNA能够被高拷贝，能转录大量的癌基因产物，从而推动肿瘤的进展。
没错，ecDNA广泛存在于肿瘤中。研究解析它的结构与功能，有助于ecDNA如何产生、如何复制以及如何运动等一系列问题的解答。
甚至，科研人员能够通过维持ecDNA稳定，研发出一种通用的抗肿瘤策略——靶向ecDNA进行抗肿瘤治疗。
想实现这个目标，需要更多科研人员的重视并投入大量的人力物力去实现。
距离我们能够抵御大部分癌症，还有相当长的路要走。可谓山高路远。
但想要到达明天，现在就要出发。
用实力让情怀落地。如果有一天，你发现我在平庸面前低了头，请向我开炮。
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阿尔法参考情报：
1.Wu,S.,Turner,K.M.,Nguyen,N.etal.CircularecDNApromotesaccessiblechromatinandhighoncogeneexpression.Nature()doi:10./s---5
2.Turner,K.,Deshpande,V.,Beyter,D.etal.Extrachromosomaloncogeneamplificationdrivestumourevolutionandgeneticheterogeneity.Nature,-()doi:10./nature
3.NathansonDA,GiniB,MottahedehJ,etal.TargetedtherapyresistancemediatedbydynamicregulationofextrachromosomalmutantEGFRDNA.Science.Jan3;():72-6.doi:10./science.
4.蒲公英医学百科
