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近日，中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所聯(lián)合美國康奈爾大學和粵港澳大灣區(qū)精準醫(yī)學研究院等單位，開發(fā)了全新的單細胞線粒體DNA測序技術——scSTAMP，用于單細胞mtDNA深度測序。相關成果近日在線發(fā)表于PNAS。

線粒體是向細胞提供能量的細胞器，同時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、衰老等疾病的進程中具有關鍵的調(diào)控作用。線粒體具有獨立于細胞核的遺傳物質(zhì)(mtDNA)及相應的基因轉(zhuǎn)錄和蛋白翻譯系統(tǒng)。單細胞中存在成百上千個拷貝的mtDNA，這使突變型與野生型的mtDNA共存形成mtDNA異質(zhì)性。常見的致病性mtDNA突變也多以異質(zhì)性形式存在。針對mtDNA突變的研究對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序技術。然而，目前的多細胞混合測序方法只能檢測到細胞群中mtDNA異質(zhì)性的平均值，無法檢測單個細胞特有的突變信息；而單細胞測序技術也存在成本高及mtDNA靶率低等問題。

為解決上述問題，研究團隊出了一種單細胞線粒體全基因組高效特異擴增方法，并基于原創(chuàng)的STAMP(Sequencing by Targeted Amplification of Multiplex Probes)技術研發(fā)了具有成本效益的單細胞mtDNA深度測序技術——scSTAMP。該技術將單細胞一分為二后進行平行測序，對于單細胞水平的mtDNA突變檢測準確性與靈敏性都較高。

通過實驗，研究人員解析了人血液中B細胞與單核細胞的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，同時也揭示了衰老個體細胞中mtDNA突變具有遠高于預期的高頻性、有害性及異質(zhì)性，為衰老過程中線粒體功能下降現(xiàn)象提供了新的機制解釋，并為衰老及相關疾病的干預及治療提供了新的研究方向。

(資料來源：天津工業(yè)生物技術研究所)

關鍵詞： 生物技術研究所 資料來源 細胞混合