ミトコンドリアDNAの全ゲノムシーケンスと標的配列決定の比較

ミトコンドリア機能障害は、幅広い疾患に関連するようになっており、ミトコンドリアDNA（mtDNA）バリアントの正確な検出に対する需要が増加しています。全ゲノムシーケンス（WGS）は、ここ数十年で遺伝的変異体を特定するための支配的なシーケンスアプローチでしたが、ほとんどの研究は核ゲノムのバリアントに焦点を当てています。全ゲノムシーケンスも費用がかかり、時間がかかります。MtDNAを特別にターゲットにしたシーケンスは、診断設定で一般的に使用され、コストが低くなります。ただし、母集団ベースでmtDNAバリアントを呼び出すためのこれら2つのシーケンスアプローチの間には、ペアワイズ比較が不足しています。この研究では、重度の喘息研究プログラム（SARP）に募集された1499人の参加者のミトコンドリアDNAの分析で、WGSとMTDNAターゲットシーケンス（ターゲットSEQ）を比較しました。私たちの研究は、ターゲットシーケンスとWGSが遺伝子型を決定し、mtDNAのハプログループとホモプラズムを呼び出す能力を持っていることを明らかにしています。ただし、特に低周波のヘテロプラスミスの場合、ヘテロ形成を呼び出すことには大きな変動が存在します。これは、研究者がさまざまなシーケンス方法から獲得したヘテロプラスミスについて注意する必要があることを示しています。ミトコンドリアDNAのバリアント検出方法を改善するために、さらなる研究が非常に望まれています。

Mitochondrial dysfunction has emerged to be associated with a broad spectrum of diseases, and there is an increasing demand for accurate detection of mitochondrial DNA (mtDNA) variants. Whole genome sequencing (WGS) has been the dominant sequencing approach to identify genetic variants in recent decades, but most studies focus on variants on the nuclear genome. Whole genome sequencing is also costly and time consuming. Sequencing specifically targeted for mtDNA is commonly used in the diagnostic settings and has lower costs. However, there is a lack of pairwise comparisons between these two sequencing approaches for calling mtDNA variants on a population basis. In this study, we compared WGS and mtDNA-targeted sequencing (targeted-seq) in analyzing mitochondrial DNA from 1499 participants recruited into the Severe Asthma Research Program (SARP). Our study reveals that targeted-sequencing and WGS have comparable capacity to determine genotypes and to call haplogroups and homoplasmies on mtDNA. However, there exists a large variability in calling heteroplasmies, especially for low-frequency heteroplasmies, which indicates that investigators should be cautious about heteroplasmies acquired from different sequencing methods. Further research is highly desired to improve variant detection methods for mitochondrial DNA.