生物体中存在大量可以在基因组中移动的序列，又称跳跃基因（转座子）。其中，逆转座子以mRNA为模版合成双链DNA，通过这种“复制粘贴”的机制，逆转座子在基因组中跳跃从而扩增其拷贝数。逆转座子几乎存在于所有真核生物基因组中并且占比极其丰富，如在人类基因组中占据了高达38%的序列，而其中很大一部分可以归类为内源逆转录病毒。然而，逆转座子在基因组中的的活动通常会导致宿主基因组损伤、遗传突变、动物不育以及一系列疾病（包括神经退行性疾病和癌症），甚至可能与衰老有关。因此，深入 探索逆转座子在生物体中的跳跃机制对于人类健康具有重要意义。

自1980年代，科学家们发现逆转座子和内源逆转录病毒可以将其mRNA转化为双链DNA。然而，在过去的几十年里，对于理解这一过程是如何实现的几乎没有取得进展。美国杜克大学药理学及癌症生物学系张钊课题组（ZZ-lab）在Nature上发表了题为Retrotransposons hijack alt-EJ for DNA replication and eccDNA biogenesis的***新研究成果。此研究发现病毒类逆转座子通过利用宿主的一种DNA损伤修复机制来产生环状DNA并促进其转座。这项研究通过阐明逆转座子的复制过程，为我们深入了解其在疾病中的作用提供了重要的线索，并有可能带来新的治疗干预方法。

张钊课题组长期以来一直致力于研究逆转座子在基因组中的活动(Wang and Dou et al., Cell, 2018; Moon et al., Dev Cell, 2018; Wang and Tracy et al., Nat. Genet., 2022)，实验室建立了在机体水平上精确检测逆转座子跳跃的一系列方法。在这项研究中，张钊课题组首先利用黑腹果蝇作为研究对象，标记了一个逆转座子并将其插入基因组的特定位点。通过采用先进的纳米孔基因组测序技术来跟踪其复制结果，他们惊讶地发现，逆转座子在复制过程中90%形成了环状DNA，而仅有10%的DNA整合到基因组中。为了验证这一结果，课题组开发了一种新的环状DNA测序方法，并发现内源逆转录病毒类转座子在复制过程中也大量形成了环状DNA。为了进一步探究逆转座子在复制过程中如何形成环状DNA，研究人员建立了果蝇的遗传筛选系统，他们发现逆转座子并不是利用经典的同源重组修复（HR）或非同源性末端连接（NHEJ），而是利用一种称为替代末端连接（alt-EJ）的修复通路来形成环状DNA。替代末端连接通路中的因子在逆转座子的复制过程中发挥作用，介导了复制过程中的一个环化步骤，推动合成逆转座子的互补链DNA。阻断逆转座子的环化过程会导致单链DNA的积累，并阻止逆转座子插入基因组的新位点。这个发现挑战了过去将环状DNA仅仅视为复制失败副产物的观点。相反，本研究强调了环状DNA的形成在逆转座子复制和转座中的重要性。如上所述，转座子的活性在癌症，神经退行性疾病，和衰老过程中显著上升，此研究暗示了环状DNA在这些转座子相关研究中的潜在核心位置。

有趣的是，很多逆转录病毒（如导致艾滋病的HIV）在其传染周期中也形成环状DNA。如果HIV病毒具有类似逆转座子的复制模式，那么抑制环状DNA的形成可能成为治疗HIV感染者的新策略。因此，这些发现不仅有助于我们理解逆转座子的生命周期，而且对基因组学、进化生物学和病毒学等领域具有重要意义。在此项研究中，杨斧博士和苏维佳博士为并列***作者。同时此研究还得到了张钊组的Oliver W. Chung、Lauren Tracy，以及中国科学院生物化学和细胞生物学研究所（分子细胞科学***创新中心）王露博士，北卡罗来纳大学教堂山分校Dale A. Ramsden博士的大力支持。

ctDNA的提取在肿瘤筛查中，是重要的前置步骤。目前常用的提取方法是利用生物磁珠，主要是硅羟基磁珠或羧基磁珠对血清血浆的ctDNA进行提取，由于磁珠的粒径小，比表面积大，在特定提取缓冲液中，对核酸的吸附会更加灵敏，相比于其他方法，使用生物磁珠对进行ctDNA提取得率会更高，检测灵敏度和检出限也会更合适，搭配核酸提取仪，更能实现全程自动化的提取。