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近日，中國科學院天津工業生物技術研究所聯合美國康奈爾大學和粵港澳大灣區精準醫學研究院等單位，開發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、神經退行性疾病、衰老等疾病的進程中具有關鍵的調控作用。線粒體具有獨立于細胞核的遺傳物質(mtDNA)及相應的基因轉錄和蛋白翻譯系統。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異質性。常見的致病性mtDNA突變也多以異質性形式存在。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，并基于原創的STAMP(Sequencing by Targeted Amplification of Multiplex Probes)技術研發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、有害性及異質性，為衰老過程中線粒體功能下降現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