断章取义的癌基因：癌基因挣脱染色体的调控束缚 |科学

人类 DNA 被组织成 23 对染色体，为构成身体的蛋白质提供模板。有时，染色体可能会被错误地断裂或突变。这会导致分子网络发生变化，并可能改变细胞功能，从而导致癌症细胞异常生长。癌症中一种显着的遗传变化是在染色体外形成额外的 DNA 拷贝。这些额外的 DNA 拷贝，或染色体外 DNA (ecDNA)，最初是在 20 世纪 60 年代在儿科肿瘤中发现的 (

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）并称为“双分钟”，因为它们通常在染色体分布上显示为成对的点。在接下来的几十年里，它们在多种类型的癌症中被发现，并被证明携带癌基因（

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)，从而失调细胞中的生长信号。 ecDNA 似乎具有与染色体不同的特性。例如，它们形成环状而不是线性 DNA 结构 (

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）。它们还缺乏着丝粒，因此在细胞分裂过程中分裂不均匀（

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,

5

）。然而，人们对 ecDNA 如何影响癌基因活性和癌细胞的进化动力学知之甚少。

为了了解癌基因如何在基因组水平上在癌症中失调，我首先接受了从癌细胞中分离 ecDNA 分子的挑战，开始了我的博士论文工作。当时，DNA 荧光原位杂交用于通过显微镜直观地识别染色体外癌基因，而批量 DNA 测序则用于证明超出天然细胞基因组的拷贝数放大的 ecDNA 信号。

然而，由于无法将 ecDNA 与天然染色体分离，因此对 ecDNA 进行靶向序列分析非常困难。我们采用了一种称为 CRISPR–CATCH（CRISPR–Cas9 辅助靶向染色体片段）的方法，通过利用脉冲场凝胶电泳中大环状和线性 DNA 的差异迁移模式来物理分离 ecDNA 分子 (

6 EGFR

和

NRAS

癌症中染色体外 DNA 的出现

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