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天津工生所开发全新单细胞线粒体DNA测序技术

2023年01月24日 11:02:42来源:化工仪器网作者:宋池点击:3260
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欧美克
  【化工仪器网 项目成果】近日,中国科学院天津工业生物技术研究所联合美国康奈尔大学和粤港澳大湾区精准医学研究院等单位,开发了全新的单细胞线粒体DNA测序技术——scSTAMP,用于单细胞mtDNA深度测序。相关成果近日在线发表于PNAS。
 
  线粒体是向细胞提供能量的细胞器,同时线粒体代谢和生物合成异常在肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病、衰老等疾病的进程中具有关键的调控作用。线粒体具有独立于细胞核的遗传物质(mtDNA)及相应的基因转录和蛋白翻译系统。单细胞中存在成百上千个拷贝的mtDNA,这使突变型与野生型的mtDNA共存形成mtDNA异质性。常见的致病性mtDNA突变也多以异质性形式存在。针对mtDNA突变的研究对于更深入地了解衰老等疾病具有重要意义,
 
  mtDNA研究需要利用基因测序技术。然而,目前的多细胞混合测序方法只能检测到细胞群中mtDNA异质性的平均值,无法检测单个细胞特有的突变信息;而单细胞测序技术也存在成本高及mtDNA靶率低等问题。
 
  为解决上述问题,研究团队出了一种单细胞线粒体全基因组高效特异扩增方法,并基于原创的STAMP(Sequencing by Targeted Amplification of Multiplex Probes)技术研发了具有成本效益的单细胞mtDNA深度测序技术——scSTAMP。该技术将单细胞一分为二后进行平行测序,对于单细胞水平的mtDNA突变检测准确性与灵敏性都较高。
 
  通过实验,研究人员解析了人血液中B细胞与单核细胞的mtDNA突变模式,揭示了高度有害的mtDNA突变广泛存在衰老细胞中。该研究不仅为线粒体遗传模式研究提供了新的方法,同时也揭示了衰老个体细胞中mtDNA突变具有远高于预期的高频性、有害性及异质性,为衰老过程中线粒体功能下降现象提供了新的机制解释,并为衰老及相关疾病的干预及治疗提供了新的研究方向。
 
  (资料来源:天津工业生物技术研究所)

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