活细胞成像显示染色体外DNA元件的不均匀分离和具有转录活性的染色体外DNA中心在癌症中的分布

致癌染色体外DNA元件（ecDNAs）在肿瘤演变中扮演重要角色，但我们对ecDNA生物学的理解有限。我们确定了患者组织和细胞系模型中单细胞ecDNA拷贝数的分布，并观察到细胞间ecDNA频率差异极大。ecDNA的肿瘤内异质性异常显著，提示存在ecDNA特异的复制和传播机制。为了评估有丝分裂过程中ecDNA遗传物质从亲代细胞向子代细胞的传递，我们建立了基于CRISPR的ecTag方法。ecTag利用ecDNA特异的断点序列，在活细胞中用荧光标记ecDNA。在有丝分裂期间应用ecTag揭示了不连续的ecDNA遗传模式，使得ecDNA在单个细胞中能够快速积累。有丝分裂后，ecDNA聚集形成ecDNA中心（ecDNA hubs），并且ecDNA中心与RNA聚合酶II共定位，促进癌基因的转录。我们的观察提供了ecDNA不均匀分离的直接证据，并为ecDNA如何促进肿瘤发生提供了新的见解。