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(yī)學院的科學家們開發(fā)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(fā)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(fā)生錯誤會引起嚴重的疾病。然而由于mtDNA的異質性很大，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(yī)學院的助理教授Ravi Sachidanandam博士說。“現(xiàn)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。”

據(jù)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mtDNA或mtDNA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(fā)現(xiàn)，mtDNA異質性在單細胞水平上是穩(wěn)定維持的。

“我們曾經(jīng)推測，異質性可以通過細胞間的mtDNA交換穩(wěn)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(wěn)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(tài)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。”