NGS对线粒体基因组的综合分析

线粒体疾病研究进展

线粒体序列

线粒体疾病是一种异质性疾病,可在生命的任何阶段出现。由于个体间的表型变异和遗传异质性,研究与线粒体疾病相关的突变仍然是一项挑战。

采用下一代测序(NGS)技术的线粒体测序解决了这些挑战,使线粒体疾病相关变异的全面检测和分析成为可能。NGS还使线粒体DNA分析应用于其他应用,如人类鉴定、法医鉴定和癌症研究。

利用NGS进行线粒体测序可以实现:

  • 检测常见和不常见线粒体点突变和缺失1、2、3、4
  • 线粒体DNA (mtDNA)和核DNA (nDNA)快速分析2,4
  • 准确、灵敏的测量异质性1(一个样品中有多个线粒体DNA序列变异)
  • 分析D-loop高变区(一种非编码mtDNA区域,是遗传改变的热点)5)和/或整个线粒体基因组

分析线粒体疾病相关突变的常用NGS方法包括全外显子组测序和靶向基因测序。

全外显子组测序分析基因组的蛋白质编码区域,如果需要,还可以扩展到包括非翻译区域(UTRs)和microrna。

靶向基因测序侧重于已知或疑似疾病关联的特定基因或感兴趣的基因区域。

比较下表中的两种方法。

线粒体测序研究的解决方案
方法
Whole-Exome测序
有针对性的测序
描述

提供线粒体基因组编码区域的完整图片。使研究人员能够更仔细地观察经常发现致病变异的线粒体区域。

专注于特定的线粒体基因或区域。利用基于选择的排序面板先天的线粒体疾病相关变异的知识。

优势
  • 靶向线粒体和核DNA在一个试验
  • 检测到小说变异
  • 准确地检测高覆盖深度的均聚物和异质性
  • 成本效益的查询定义了线粒体或核基因或基于可疑突变的区域
  • 检测低于5%的异质性,并增加覆盖率
  • 易于解释的结果简化了分析
注意事项
  • 比定向方法更昂贵
  • 结果在更大的数据集
  • 可以识别未知意义的变异吗
  • 新的变体可能会被漏掉
  • 结果在较小的数据集
  • 需要事先了解感兴趣的基因
额外的信息 yobet亚洲亚博官网人口了解更多关于外显子组测序 yobet亚洲亚博官网人口了解更多关于目标排序的信息
分析mtDNA、piRNA和TCR序列多样性

西奈山的研究人员利用Illumina测序开发了研究线粒体DNA、piwi相互作用RNA和T细胞受体多样性的新方法。他们的目标是揭示癌症、不孕症和自身免疫疾病的机制。

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复杂疾病研究
iSeq 100系统线粒体测序

iSeq 100系统是一个完全支持的线粒体测序解决方案的一部分。这种NGS工作流程从DNA到数据在不到24小时内进行,提供整个线粒体基因组的特殊覆盖。

视图应用笔记
iSeq 100系统

由于mtDNA在每个细胞中存在数百到数千个拷贝,它可以在核DNA不能生存的环境中存活。这使得mtDNA分析成为人类识别的有力工具。然而,异质性(mtDNA序列可能具有组织类型特异性,甚至在单个细胞或组织类型中存在差异的原则)可能使法医鉴定所需的样本关联难以确认。

Illumina NGS能够准确检测线粒体DNA的异质性和混合样品的高分辨率。

yobet亚洲亚博官网人口了解更多关于法医基因组学的信息

用mtDNA深度测序分析骨骼遗骸

法医研究人员使用Illumina NGS通过测序mtDNA高变区来识别骨骼遗骸。

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用NGS分析线粒体突变
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NGS能够分析整个线粒体基因组,为研究人员提供分子缺陷总结。

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NGS为线粒体疾病的研究提供了新的见解
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大规模平行测序提供了一个全面的,一步分子分析线粒体基因组。

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识别Heteroplasmy
识别Heteroplasmy

NGS使研究人员能够准确地量化异质性,并检测mtDNA的突变和缺失。

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科学家遵循实验室规程
mtDNA测序协议

查看详细的mtDNA D-loop或基因组测序指令。

mtDNA全基因组协议

mtDNA D-Loop协议
参考文献
  1. 唐胜,王军,张大众,等。整个线粒体基因组的过渡到下一代分析:分子缺陷的总结。哼狗。2013; 34:882 - 893。
  2. 黄西LC。线粒体疾病的下一代分子诊断。线粒体。2013; 13:379 - 387。
  3. Chinnery PF, Elliott HR, Hudson G, Samuels DC, Relton CL。表观遗传学,流行病学和线粒体DNA疾病。Int增加。2012; 41:177 - 187。
  4. Calvo SE, Compton AG, Hershman SG,等。靶向下一代测序对婴儿线粒体疾病的分子诊断Sci Transl地中海。2012; 4:118ra10。
  5. Sharma H, Singh A, Sharma C, Kumar Jain S, Singh N。线粒体DNA d -环区的突变在宫颈癌中很常见。《癌症细胞》2005;5:34。