天津工生所開(kāi)發(fā)全新單細(xì)胞線粒體DNA測(cè)序技術(shù)
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所聯(lián)合美國(guó)康奈爾大學(xué)和粵港澳大灣區(qū)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院等單位，開(kāi)發(fā)了全新的單細(xì)胞線粒體DNA測(cè)序技術(shù)——scSTAMP，用于單細(xì)胞mtDNA深度測(cè)序。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于PNAS。
線粒體是向細(xì)胞提供能量的細(xì)胞器，同時(shí)線粒體代謝和生物合成異常在腫瘤、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、衰老等疾病的進(jìn)程中具有關(guān)鍵的調(diào)控作用。線粒體具有獨(dú)立于細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)(mtDNA)及相應(yīng)的基因轉(zhuǎn)錄和蛋白翻譯系統(tǒng)。單細(xì)胞中存在成百上千個(gè)拷貝的mtDNA，這使突變型與野生型的mtDNA共存形成mtDNA異質(zhì)性。常見(jiàn)的致病性mtDNA突變也多以異質(zhì)性形式存在。針對(duì)mtDNA突變的研究對(duì)于更深入地了解衰老等疾病具有重要意義，
mtDNA研究需要利用基因測(cè)序技術(shù)。然而，目前的多細(xì)胞混合測(cè)序方法只能檢測(cè)到細(xì)胞群中mtDNA異質(zhì)性的平均值，無(wú)法檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞特有的突變信息；而單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)也存在成本高及mtDNA靶率低等問(wèn)題。
為解決上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)出了一種單細(xì)胞線粒體全基因組高效特異擴(kuò)增方法，并基于原創(chuàng)的STAMP(Sequencing by Targeted Amplification of Multiplex Probes)技術(shù)研發(fā)了具有成本效益的單細(xì)胞mtDNA深度測(cè)序技術(shù)——scSTAMP。該技術(shù)將單細(xì)胞一分為二后進(jìn)行平行測(cè)序，對(duì)于單細(xì)胞水平的mtDNA突變檢測(cè)準(zhǔn)確性與靈敏性都較高。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究人員解析了人血液中B細(xì)胞與單核細(xì)胞的mtDNA突變模式，揭示了高度有害的mtDNA突變廣泛存在衰老細(xì)胞中。該研究不僅為線粒體遺傳模式研究提供了新的方法，同時(shí)也揭示了衰老個(gè)體細(xì)胞中mtDNA突變具有遠(yuǎn)高于預(yù)期的高頻性、有害性及異質(zhì)性，為衰老過(guò)程中線粒體功能下降現(xiàn)象提供了新的機(jī)制解釋?zhuān)樗ダ霞跋嚓P(guān)疾病的干預(yù)及治療提供了新的研究方向。
(資料來(lái)源：天津工業(yè)生物技術(shù)研究所)
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