染色体断裂-桥接(breakage fusion-bridge，BFB)周期是一个突变过程，导致基因扩增和基因组快速进化，在肿瘤发生过程中普遍存在。BFB周期的主要机制，染色体桥断裂的关键特征都尚不清楚。此外，经典BFB模型预测的简单的DNA序列重排模式在癌症基因组中并不常见。相反，BFB周期的DNA序列特征常伴随着另一种灾难性的突变模式，染色体碎裂。

作者通过四种方法形成染色体桥，然后利用机械力触发染色体桥的断裂。通过时间延迟成像模式观察染色体桥的形成、延伸以及断裂过程，通过单细胞全基因组测序技术（Look-Seq）检测染色体桥断裂后单细胞基因组的直接效应。

染色体桥断裂后直接引起断裂点附近拷贝数的改变，并且发生染色体的重排。(左)CIRCOS图包含三个不同染色体(Chr4、Chr5和Chr6)的桥接和(右)zoom-region图显示局部碎裂 ，绿线表示染色体内结构变异(SVs)；红色箭头表示桥断点；灰点显示拷贝数。

测序结果表明，重定位是由局部片段化后的连接引起的，但是在少数情况下会发生高度复杂的重排列。这些重新排列的序列特征（TST跳跃）表明DNA复制中模板转换错误的起源。

串联短模板(TST)跳跃

对染色体桥断下游DNA损伤的分子机制研究发现，大多数初级细胞核在间期很少或没有损伤,然而在有丝分裂中染色体桥断中DNA损伤(γ-H2AX)与RPA（replication protein A）积累和DNA合成(EdU)同时发生。在异常的、有丝分裂特异性的DNA复制过程中，断裂的染色体桥会经历第二波DNA损伤。

这些受损的桥接染色体在随后的细胞周期中发生高频率的错离，形成微核，从而产生更多的桥接、微核化和碎裂。克隆群体的基因组序列分析证实，染色体桥的断裂开启了复杂的核型进化的迭代周期。作者观察到微核形成后类似的一系列事件，提出了一个统一的模型来解释癌症相关的核结构缺陷(“核异型性”)如何促进基因组的不稳定性。

本研究从成像、测序以及免疫荧光共定位等多种研究方法来探索了单细胞有丝分裂错误中的分子机制，其中更为关键的技术则是如何找到发生染色质桥接和断裂的细胞，并且分离出来进行后续进一步的分子分析。

作者利用CellEctor Plus 单细胞挑选系统（Molecular Machines & Industries）开发了一种新的方法直接从成像皿中分离单个细胞。细胞被接种在35毫米网格化的ibiTreat皿(ibidi)中，每隔10分钟成像一次。给予足够的时间进行成桥和断裂后，在样品中添加非酶解离试剂的PBS溶液，松开细胞的附着。通过拍摄视频来识别感兴趣的细胞，借助网格化的皿表面定位细胞。利用内径为40μm的玻璃毛细管直接从80nl的成像皿中挑选单细胞并转移到含有~5μlPBS缓冲液的PCR管盖中。配合相应的试剂可以实现在30min之内将单细胞从成像皿中挑选出来转移到冰上，5-20min内完成裂解，建库进行二代测序。

通过倒置显微镜搭配高清晰度的CCD摄像机可视化的对发生染色质断裂桥接的细胞进行挑选，操作简单，精准的对目标细胞进行研究分析，从而得到更加真实的数据，更加精准的揭示癌基因复杂性的分子机制。

CellEctor Plus细胞挑选系统是MMI公司在显微研究领域继显微切割和显微操作之后更新推出的一款高精度产品，主要用于识别、挑选、转移悬液中单细胞或者单一类型细胞。借助高清晰度的CCD摄像机成像，操作者可直观看到目的细胞，随后通过操作软件控制毛细管高效地完成对悬浮细胞或者贴壁细胞地挑取和转移。整个过程可视化，操作简单，挑取准确。对于完成各种类型的单个细胞挑选游刃有余。

CellEctor Plus可以通过如下操作实现任何单一类型细胞或稀有数目细胞，尤其是稀罕细胞如循环肿瘤细胞、内皮细胞、组织细胞，干细胞以及血液、骨髓中的相关细胞等的分离，细胞可以转移到可用于后续实验的任何装置中，如PCR管等。