核线粒体DNA对线粒体DNA二代测序数据分析的影响
基因组,1材料与方法,2方法,2结果,1NUMT影响mtDNA的测序深度,2NUMT对线粒体变异位点检测影响小,3NUMT影响mtDNA拷贝数分析,4NUMT对线粒体单倍群分析影响小,5NUMT对DNA片段分
苏丽萍,郭姗姗,刘 洋,陈雅婧, 朱盈霏, 邢金良,郭 旭,郭海涛(空军军医大学基础医学院: 1生理与病理生理学教研室, 2学员二大队,陕西 西安 710032)
人的线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)是由16 569个碱基组成的双链环状闭合DNA[1]。mtDNA包括37个基因,分别负责编码13种蛋白质、22种tRNA和2种rRNA,具有多态性程度高、拷贝数多、母系遗传等特点[2]。mtDNA变异包括遗传性突变和体细胞突变。研究报道线粒体的遗传性突变与癌症发生发展相关,如mtDNA单倍群与肠癌等癌症的发生有关[3-4]。mtDNA体细胞突变参与多种疾病和衰老的发生和进展[5-6]。此外,与核基因组的两个拷贝相比,线粒体基因组在细胞中以多个拷贝的形式存在。研究表明mtDNA的拷贝数异常变化与多种癌症的发生相关联[7]。近年来,DNA的片段分布规律在癌症研究中受到广泛关注[8-9]。因此,准确定量和定性分析mtDNA的变异、拷贝数和DNA片段分布对后续研究结果的准确性具有重大意义。
遗传物质从线粒体转移到细胞核并将其整合到核基因组的过程中,mtDNA片段被合并为非编码序列,这样的片段称为核线粒体DNA(nuclear mitochondrial DNA,NUMT)[10-11]。NUMT片段是线粒体基因向核基因组转移造成的,在这些核基因组上与mtDNA高度相似的DNA片段容易被通用mtDNA引物扩增出来,并被错误地当成mtDNA进行后续分析。显而易见NUMT的存在给mtDNA的研究带来潜在的影响[12]。目前,mtDNA检测最常见的方法是二代测序。在mtDNA二代测序分析过程中主要通过比对的方法来减少NUMT的影响。而比对的方法主要是将测序reads同时与线粒体参考基因组和核参考基因组进行比对,比对到核基因组的reads可能是NUMT,并在后续分析过程中过滤掉这些reads[13-14] ......
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