线粒体
信用:维基共享 韦尔科姆·桑格研究所、剑桥大学、EMBL欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)的科学家及其合作者已经完成了第一个群体规模的研究，该研究是关于人类细胞的动力之源——线粒体的DNA变异如何影响常见的遗传特征
研究小组确定了mtDNA变异体和氨基酸N-甲酰甲硫氨酸(fMet)之间的联系，以及fMet对一系列常见迟发性疾病风险的影响
今天发表在《自然医学》上的这项研究发现，较高的fMet水平与多种迟发性疾病和全因死亡率的风险增加有关，证明了fMet作为衰老和疾病风险生物标志物的潜力，以及研究线粒体DNA变异的重要性
线粒体是存在于所有复杂生物细胞中的细胞器
它们执行许多重要的生物功能，包括产生细胞运作所需的大约90%的能量
线粒体是独一无二的，因为它们有自己的遗传密码，称为线粒体DNA (mtDNA)，它不同于包含在生物体每个细胞核中的DNA 1
mtDNA是由母亲传给孩子的
许多常见疾病受线粒体损伤或破坏的影响，包括受mtDNA突变影响的遗传疾病，如糖尿病、心脏病和抑郁症
随着时间的推移，mtDNA突变的积累导致了群体中不同的谱系，称为单倍群，赋予特定的特征
先前的研究表明，在10%的欧洲人口中发现的单倍群Uk对帕金森病和缺血性中风等疾病具有保护作用
在这项研究中，对两个大规模数据集进行了分析，以寻找mtDNA的遗传变异与数千个常见分子特征(如blo od细胞计数和血浆蛋白)之间的关联，从而了解mtDNA与疾病关联背后的分子机制
在多达16，000名参与者的INTERVAL数据集中，研究人员确定了单倍型组Uk和H32中fMet和mtDNA变体水平之间的显著关联
研究小组随后使用细胞模型验证了这些关联
当在缺血性中风患者队列中测量fMet水平时，他们发现与健康对照组相比，fMet水平较低
研究人员随后分析了EPIC-Norfolk的数据，这是一项跟踪参与者20年健康状况的研究，目的是询问个体之间在fMet的差异是否与更大范围的晚发型疾病有关
与缺血性中风相反，较高的fMet水平会增加患肾病和心力衰竭等疾病的风险
“我们知道英国单倍型群对缺血性中风和帕金森病提供了一些保护，我们的发现表明上调N-甲酰甲硫氨酸(fMet)的线粒体DNA变异可能在这种保护中起作用
令人惊讶的是，这些相同的变异也与其他疾病的高风险相关
虽然需要进一步研究起作用的分子机制，但fMet似乎确实是一个有希望的生物标志物，我们可以用它来更好地预测个人患各种常见疾病的风险，”博士说
该研究的第一作者，来自韦尔科姆桑格研究所和EMBL欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)
“当我们使用人类细胞模型检查分子过程时，我们发现Haplogroup Uk中的变体调节线粒体和细胞质中的蛋白质合成和降解，这影响了线粒体生物能学之外的细胞过程
在缺血性中风的情况下，我们的发现表明，mtDNA单倍群Uk的部分保护作用可能归因于fMet介导的蛋白质清除减少，”剑桥大学研究的资深作者帕特里克·钦纳里教授说
“我们的发现揭示了mtDNA变异体在几种病理中发挥的重要作用，它们在细胞稳态中发挥的作用比我们之前认为的更深
因此，在对与年龄相关的疾病进行诊断和治疗时，应该仔细考虑mtDNA。”
奥罗拉·戈麦斯-杜兰是剑桥大学这项研究的第一作者
在这项研究中，只有大约6000个个体可以评估大约1000个分子特征，mtDNA变异体和遗传特征之间的其他重要联系目前仍然隐藏着
下一步将扩大这项研究，以确定与mtDNA变异相关的其他特征
“我们的研究凸显了对线粒体DNA进行大规模、无假设研究的巨大潜力，这是更好地了解健康和疾病的一种方式
n-甲酰甲硫氨酸(fMet)是一种很有前途的生物标记物，有朝一日可以帮助我们监测个体疾病风险和计划预防性干预
这项研究是一项真正的合作努力，来自全基因组关联研究、细胞系和计算分析的数据相结合，为人类生物学提供了丰富的见解，”该研究的资深作者、韦尔科姆·桑格研究所的尼科尔·索拉索教授说
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