DNA methylation analysis explores the molecular basis of plasma cell-free DNA fragmentation.
DNA methylation analysis explores the molecular basis of plasma cell-free DNA fragmentation.
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DOI：
10.1038/s41467-023-35959-6
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发表时间：
2023-01-18
影响因子：
16.6
通讯作者：
Sun, Kun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
An, Yunyun;Zhao, Xin;Zhang, Ziteng;Xia, Zhaohua;Yang, Mengqi;Ma, Li;Zhao, Yu;Xu, Gang;Du, Shunda;Wu, Xiang'an;Zhang, Shuowen;Hong, Xin;Jin, Xin;Sun, Kun
血浆无细胞DNA（cfDNA）是通过非随机片段化程序产生的小分子。然而，尽管在癌症液体活检中具有值得称赞的转化价值，但cfDNA的生物学，特别是cfDNA片段化的原理，在很大程度上仍然是难以捉摸的。通过针对核小体结构的cfDNA片段化模式的定向感知分析以及与多维功能基因组学数据的整合，在这里我们报告了DNA甲基化-核酸酶偏好-切割末端-大小分布轴，证明了DNA甲基化作为cfDNA片段化的功能分子调节剂的作用。因此，低水平的DNA甲基化可以增加核小体的可接近性并改变DNA片段化过程中核酸酶的切割活性，这进一步导致cfDNA的切割位点和大小分布的变化。我们进一步开发了一种基于cfDNA结束偏好的癌症诊断指标，其性能已通过多个泛癌症数据集进行了验证。我们的工作揭示了cfDNA片段化的分子基础，以在癌症液体活检中获得更广泛的应用。无细胞DNA是通过非随机过程产生的。在这里，作者使用方向感知片段分析来鉴定DNA甲基化作为核酸酶功能的调节剂。
Plasma cell-free DNA (cfDNA) are small molecules generated through a non-random fragmentation procedure. Despite commendable translational values in cancer liquid biopsy, however, the biology of cfDNA, especially the principles of cfDNA fragmentation, remains largely elusive. Through orientation-aware analyses of cfDNA fragmentation patterns against the nucleosome structure and integration with multidimensional functional genomics data, here we report a DNA methylation – nuclease preference – cutting end – size distribution axis, demonstrating the role of DNA methylation as a functional molecular regulator of cfDNA fragmentation. Hence, low-level DNA methylation could increase nucleosome accessibility and alter the cutting activities of nucleases during DNA fragmentation, which further leads to variation in cutting sites and size distribution of cfDNA. We further develop a cfDNA ending preference-based metric for cancer diagnosis, whose performance has been validated by multiple pan-cancer datasets. Our work sheds light on the molecular basis of cfDNA fragmentation towards broader applications in cancer liquid biopsy. Cell free DNA is produced through a non-random process. Here, the authors use orientation-aware fragmentation analysis to identify DNA methylation as a regulator of nuclease function.
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影响因子：
6.8
作者：
Hummel EM;Hessas E;Müller S;Beiter T;Fisch M;Eibl A;Wolf OT;Giebel B;Platen P;Kumsta R;Moser DA
通讯作者：
Moser DA
影响因子：
7
作者：
Han DSC;Ni M;Chan RWY;Wong DKL;Hiraki LT;Volpi S;Jiang P;Lui KO;Chan KCA;Chiu RWK;Lo YMD
通讯作者：
Lo YMD
DOI：
10.1073/pnas.1615800113
发表时间：
2016-12-13
影响因子：
11.1
作者：
Chan, K. C. Allen;Jiang, Peiyong;Lo, Yuk Ming Dennis
通讯作者：
Lo, Yuk Ming Dennis
影响因子：
30.8
作者：
Corces, M. Ryan;Buenrostro, Jason D.;Wu, Beijing;Greenside, Peyton G.;Chan, Steven M.;Koenig, Julie L.;Snyder, Michael P.;Pritchard, Jonathan K.;Kundaje, Anshul;Gkeenleaf, William J.;Majeti, Ravindra;Chang, Howard Y.
通讯作者：
Chang, Howard Y.
影响因子：
14.9
作者：
Collings CK;Waddell PJ;Anderson JN
通讯作者：
Anderson JN