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Science发表超深度线粒体RNA测序

日期:2014-04-25 00:00:00

蒙特利尔大学的一项新研究显示,线粒体遗传物质在个体内和个体间具有显著的多样性,而线粒体RNA上的修饰影响着大家每个人的身体健康。线粒体基因组中的突变与多种疾病和生物学过程有关,然而此前人们还不了解线粒体转录组中的序列多样性。这项研究通过超深度线粒体RNA测序,首次为人们展示了线粒体RNA编辑的多变程度。

“线粒体在细胞中负责生产能量,细胞需要的能量越多,它拥有的线粒体就越多。线粒体拥有自己的一套遗传物质,即使在同一个体内,线粒体基因组也存在显著的多样性,”文章的第一编辑Alan Hodgkinson说。“此外,一个细胞中的线粒体也可能带有不同的基因突变。大家的研究旨在揭示线粒体RNA加工的多样性,以及这种现象对健康有何影响。”举例来说,研究人员发现线粒体RNA的修饰水平与大家的基础代谢率有关,基础代谢率反映了机体将食物转变为能量的速度。

研究人员收集了CARTaGENE计划中的全血样本,并对线粒体RNA进行了超深度测序。他们由此展示了个体内和个体间的序列多样性,还鉴定了重要位点的转录后修饰。

CARTaGENE是世界上最综合性的遗传信息库之一:除了遗传信息,参与者还会提供他们的健康史、居住信息、种族、语言和家族病史。领导这项研究的Philip Awadalla认为,这一计划包含了很多综合性的信息,因此具有独特的优势。

“大家分析了个体内和个体间的线粒体RNA多样性。这是首次在群体水平上研究全线粒体RNA突变,” Hodgkinson说明道。“大家采用了CARTaGENE计划中一千名参与者的样本,进行了迄今为止最大规模的RNA测序。”此外,这项研究的测序深度也是目前最大的,Awadalla补充道。

有许多因素决定着线粒体RNA的转录。“细胞内的绝大多数DNA位于细胞核。研究显示,细胞核基因组产物与线粒体基因组产物之间存在相互作用,它们并不是完全隔离的,” Hodgkinson说明道。“大家通过全基因组关联分析发现,一个细胞核基因(MRPP3)的错意突变,与线粒体tRNA重要位点的转录后修饰有关。这样的修饰会影响细胞的能量生产,理解整个机制还有待于进一步的研究。”

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