撰文
十一月
线粒体DNA（MitochondrialDNA，mtDNA）在常见疾病中的基因编译情况尚未得到充分的研究，主要是由于缺乏对基因型调取以及质量控制的程序。为了解决这一问题，对线粒体变体DNA在疾病中的可能贡献进行研究，近日，英国剑桥大学JoannaM.M.Howson研究组与PatrickF.Chinnery研究组合作发文题为AnatlasofmitochondrialDNAgenotype-phenotypeassociationsintheUKBiobank，开发了一个大规模mtDNA变体的分析工作流程，揭示出英国亚种群核基因组与线粒体基因组结构之间的相关性，并建立了线粒体DNA基因型-表型关联图谱。
人类线粒体基因组16,bp，具有紧密的基因组组织，其中95%的序列编码13种蛋白质、22种tRNA以及2种核糖体RNA，这些RNA对于氧化磷酸化过程以及ATP形式的细胞能量的产生至关重要。由于mtDNA是由母体遗传的，所以在群体水平的分子间重组是很微弱的。随着人类走出非洲走向全球各个角落，人类获得了线粒体发生了单核苷酸变异（mtSNVs）。许多的mtSNVs可能会直接影响线粒体功能，与常见复杂疾病包括二型糖尿病、心肌病以及神经退行性疾病相关。
英国的生物银行（UKBiobank）中有,名参与者的个mtSNVs基因型。但是目前对这些数据缺乏标准的质量控制程序以及从基因分型阵列对这些mtSNVs进行推断。为此，作者们建立了一种新的算法，对mtSNVs进行标准流程质量控制，建立了一个完整集合。该质量控制程程序方法包括四个阶段：1）预召回阶段；2）手动召回阶段；3）召回后的质量控制阶段以及4）建立个mtSNVs基因型与表型阵列（图1）。
图1UKBiobank中mtSNVs基因型的质量控制流程
一直以来其实人们对于线粒体DNA的变异结构了解比较少，而且由于线粒体DNA是母体遗传的，所以核基因组结构与线粒体DNA基因组结构这两者被认为是不相关的。但是作者们通过对数据集的分析，发现核基因组结构域线粒体DNA基因组结构存在一定的相关性。进一步地，作者们针对mtSNVs进行了全表型组学（Phenome）的关联分析。作者们共建立了个mtDNA表型新关联，其中包括与二型糖尿病相关的MT-ATP6、与多发性硬化相关的MT-ND5。同时作者们还发现了6个mtDNA与成人身高相关，24个mtDNA与2个肝脏生物标志物相关，16个mtDNA与肾功能参数相关。
了解线粒体基因结构以及核和线粒体基因组之间的相互作用，对于减少心脏代谢和神经退行性疾病等疾病的负担非常重要。总的来说，该工作鉴定发现了mtDNA变异在许多定量人类性状中所起的关键作用，并证实了它们对常见疾病风险的贡献。所提供的英国生物银行mtSNV性状关联图谱为今后全线粒体基因组水平的研究奠定了基础。
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