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Nucleic Acids Research發表線粒體測序技術

日期:2015-03-06 09:16:34

 線粒體是人類細胞將糖轉化成能量的重要工廠。西奈山伊坎醫學院的科學家們開發了一種新測序技術,可以幫助人們理解線粒體基因對個體患病風險的影響,比如糖尿病、心臟病和癌癥。這項研究發表在近期的Nucleic Acids Research雜志上。

 

在年齡、體重和壞習慣(比如吸煙)相同的人中,有些會生病有些卻不會。研究者們一直對這一點感到迷惑,并嘗試通過飲食和核基因來確定個體的患病風險。但這樣的分析遺漏了線粒體基因(mtDNA)的差異,mtDNA遺傳自我們的母親,每個細胞都有這樣的DNA

 

近年來研究表明,線粒體發生錯誤會引起嚴重的疾病。然而由于mtDNA異質性很大,分析mtDNA變異對個體疾病風險的影響非常復雜。

 

這項研究展示了首個可以準確鑒定mtDNA異質性的測序技術,Mseek。細胞里的mtDNA含量很少,過去這方面一直沒有什么進展。人們意識到了mtDNA的異質性,但卻無法再單細胞水平上建立決定性的理論。

 

“研究者們一直在尋找能夠準確測序mtDNA的低成本方法,”西奈山伊坎醫學院的助理教授Ravi Sachidanandam博士說。“現在我們做到了這一點。Mseek可以鑒定線粒體中的功能紊亂,使mtDNA成為了有用的生物學指標。此外,人們還可以將mtDNA作為潛在的靶標,治療癌癥和多種遺傳疾病。”

 

Dr. Sachidanandam介紹,新測序技術達到了空前的靈敏性、特異性和測序深度,能夠得到高純度的mtDNA,檢測不同版本的mtDNAmtDNA變體。

 

Mseek主要是利用酶清除細胞核DNA,只留下線粒體DNA進行測序。研究人員將Mseek用于多個細胞系,鑒定了不同細胞樣本中的mtDNA“指紋”。他們還通過追蹤mtDNA變體發現,mtDNA異質性在單細胞水平上是穩定維持的。

 

“我們曾經推測,異質性可以通過細胞間的mtDNA交換穩定下來,”Sachidanandam說。“結果顯示,mtDNA交換的確可行,異質性能夠通過這一機制維持穩定。這一技術為人們提供了一個新平臺,可以研究正常和疾病狀態下mtDNA異質性特征。未來也許可以利用交換機制進行治療,將壞mtDNA換成好mtDNA。”

 


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