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Individual Mitochondrial Genome sequencing (iMiGseq1,2),，是一項(xiàng)突破性的測(cè)序技術(shù)（圖1）,，有望革新對(duì)線粒體DNA（mtDNA）突變的研究。這種新穎的方法可以對(duì)線粒體基因組進(jìn)行更詳細(xì)和準(zhǔn)確的測(cè)序,，其應(yīng)用于單細(xì)胞時(shí),，特別是女性生殖細(xì)胞-卵細(xì)胞，有著重要的臨床意義,。線粒體,，通常被稱(chēng)為細(xì)胞的“動(dòng)力工廠”，有自己獨(dú)特的mtDNA,。mtDNA上的突變會(huì)導(dǎo)致各種疾病,，這些疾病相關(guān)的突變可以通過(guò)母親的卵細(xì)胞傳遞給后代,，導(dǎo)致線粒體遺傳病。遺憾地是,，目前的mtDNA測(cè)序方法存在一些局限性，無(wú)法對(duì)疾病相關(guān)mtDNA突變進(jìn)行全面的檢測(cè),，經(jīng)常漏掉低頻率的突變,。基于Individual DNA Molecule sequencing (IDMseq3) 開(kāi)發(fā)的iMiGseq技術(shù)非常有希望克服這些挑戰(zhàn)。它為單細(xì)胞中每個(gè)完整的mtDNA標(biāo)記了獨(dú)特的分子印跡,，因此可以進(jìn)行無(wú)偏的,、高通量的單堿基分析完整的線粒體基因組。這種方法已經(jīng)成功地在人和小鼠卵母細(xì)胞中檢測(cè)到以前極難檢測(cè)到的線粒體突變,，揭示了與癌癥或線粒體疾病可能相關(guān)的罕見(jiàn)突變的普遍存在,。圖1：iMiGseq的測(cè)序原理和臨床應(yīng)用iMiGseq 的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是其能夠檢測(cè)遠(yuǎn)低于1%頻率的mtDNA突變。這種超高靈敏度在評(píng)估線粒體基因編輯的安全性方面至關(guān)重要,。在基于mitoTALEN的線粒體基因編輯過(guò)程中,，iMiGseq揭示了非預(yù)期的 mtDNA 異質(zhì)性轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)，闡明了在分析mtDNA編輯結(jié)果時(shí)需要超靈敏的方法來(lái)評(píng)估編輯手段的安全性,。
在輔助生殖技術(shù)領(lǐng)域,，iMiGseq可以作為新的檢測(cè)手段，用以檢測(cè)胚胎中線粒體突變,，篩選健康胚胎,。最后，iMiGseq可以幫助揭示mtDNA突變和衰老之間的關(guān)系,。通過(guò)提供詳盡的mtDNA突變,，研究人員可以更好地理解衰老過(guò)程，并開(kāi)發(fā)潛在的治療干預(yù)措施,。
總之,，mtDNA測(cè)序已經(jīng)顯示出多方面的臨床價(jià)值，而iMiGseq的引入顯著提高了線粒體測(cè)序的準(zhǔn)確性,，為進(jìn)一步理解線粒體基因組提供了新的技術(shù)手段,。點(diǎn)擊最下方“閱讀原文”，查看Life Medicine英文全文https:///10.1093/lifemedi/lnad028Ismail M Shakir, Mo Li, Novel single-cell mtDNA sequencing technology reveals hidden mutations in oocytes, blastoids, and stem cells, Life Medicine, Volume 2, Issue 4, August 2023, lnad028, https:///10.1093/lifemedi/lnad0281. Bi, C. et al. Single-cell individual full-length mtDNA sequencing by iMiGseq uncovers unexpected heteroplasmy shifts in mtDNA editing. Nucleic Acids Res 51, e48, doi:10.1093/nar/gkad208 (2023).2. Bi, C. et al. Quantitative haplotype-resolved analysis of mitochondrial DNA heteroplasmy in Human single oocytes, blastoids, and pluripotent stem cells. Nucleic Acids Res 51, 3793-3805, doi:10.1093/nar/gkad209 (2023).3. Bi, C. et al. Long-read individual-molecule sequencing reveals CRISPR-induced genetic heterogeneity in human ESCs. Genome biology 21, 213, doi:10.1186/s13059-020-02143-8 (2020). 李墨本科畢業(yè)于北京大學(xué)生命科學(xué)院細(xì)胞與遺傳專(zhuān)業(yè),，博士時(shí)期就讀于美國(guó)佐治亞大學(xué)（University of Georgia）細(xì)胞生物學(xué)系,，隨后于索爾克生物研究所（Salk Institute for Biological Studies）Juan Carlos Izpisua Belmonte實(shí)驗(yàn)室接受博士后訓(xùn)練，現(xiàn)任阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)（KAUST）生物與環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副教授,。他的實(shí)驗(yàn)室致力于利用多潛能干細(xì)胞,、體細(xì)胞重編程、和基因組編輯技術(shù)來(lái)研究疾病以及再生機(jī)理,。李墨課題組近期利用自主開(kāi)發(fā)的納米孔測(cè)序技術(shù)揭示CRISPR/Cas9基因組編輯工具在人類(lèi)干細(xì)胞中產(chǎn)生的意外大型插入或缺失突變,，從而指出基因組編輯技術(shù)的潛在安全問(wèn)題,。他的實(shí)驗(yàn)室近期開(kāi)發(fā)出單細(xì)胞單線粒體全基因組測(cè)序方法。李墨課題組同時(shí)致力于人類(lèi)早期發(fā)育干細(xì)胞模型研究,。他至今在Nature, Cell,，New England Journal of Medicine, Genome Biology等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文70余篇。
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