一种基于二代测序技术检测人线粒体遗传突变位点算法制造技术

本发明专利技术涉及一种基于二代测序技术检测人线粒体遗传突变位点算法，包括以下步骤：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种基于二代测序技术检测人线粒体遗传突变位点算法


[0001]本专利技术涉及生物医学
，具体为一种基于二代测序技术检测人线粒体遗传突变位点算法
。

技术介绍

[0002]人线粒体是细胞内的能量工厂，负责氧化磷酸化和呼吸链的功能
。
人线粒体
DNA(mtDNA)
是一种双链环状分子，长度约为
16.6kb
，包含
37
个基因，编码
13
个呼吸链蛋白
、22
个
tRNA
和2个
rRNA。
由于
mtDNA
的复制和修复机制与核
DNA
不同，
mtDNA
的突变率比核
DNA
高
10
‑
20
倍，导致
mtDNA
的多态性和异质性
。mtDNA
的突变和异质性与多种线粒体相关疾病
(
如
Leber
遗传性视神经病变
、MELAS
综合征
、Kearns
‑
Sayre
综合征等
)
有关，也与老化
、
癌症
、
代谢病等常见疾病有关
。
因此，检测
mtDNA
的突变和异质性对于研究线粒体功能
、
诊断线粒体疾病
、
评估疾病风险和预后
、r/>指导临床治疗等具有重要意义
。
[0003]目前，检测
mtDNA
的突变和异质性的常用方法有以下几种：
[0004](1)
一代测序法：即
Sanger
测序法，是一种经典的
DNA
测序方法，通过链终止法或化学法，将
DNA
分子的序列信息转化为电泳图谱，然后进行分析
。
该方法具有高准确性
、
低假阳性率
、
成熟的分析软件等优点，但也存在测序通量低
、
成本高
、
无法检测低频率的异质性等缺点
。
[0005](2)
二代测序法：即高通量测序法，是一种新兴的
DNA
测序方法，通过平行地对大量的
DNA
分子进行测序，生成海量的短读段
(reads)
，然后通过比对
、
拼接
、
变异检测等步骤，重建
DNA
的序列信息
。
该方法具有测序通量高
、
成本低
、
能够检测低频率的异质性等优点，但也存在数据量大
、
分析复杂
、
假阳性率高等缺点
。
[0006](3)
线粒体捕获测序法：是一种基于二代测序法的改进方法，通过液相探针杂交捕获技术，将
mtDNA
富集后进行高通量测序，提高
mtDNA
的测序深度和覆盖度，从而提高变异检测的准确性和灵敏性
。
该方法具有捕获效率高
、
覆盖度高
、
异质性检测准确等优点，但也存在捕获试剂盒的定制成本高
、
捕获效率受探针设计和质量影响等缺点
。
[0007]尽管上述方法各有优缺点，但都需要对测序数据进行有效的分析，才能准确地检测
mtDNA
的突变和异质性
。
目前，常用的分析软件有以下几种：
[0008](1)MitoTool
：是一种基于
Web
的
mtDNA
分析平台，可以对
Sanger
测序或二代测序的数据进行比对
、
注释
、
变异检测
、
异质性检测
、
系统发育分析等功能
。
该平台具有操作简便
、
数据库完善
、
分析结果丰富等优点，但也存在无法处理大规模数据
、
无法检测结构变异
、
无法评估变异的致病性等缺点
。
[0009](2)MitoSeek
：是一种基于
Perl
的
mtDNA
分析软件，可以对二代测序的数据进行比对
、
变异检测
、
异质性检测
、
拷贝数估计等功能
。
该软件具有处理速度快
、
检测灵敏度高
、
支持多种测序平台等优点，但也存在无法注释变异
、
无法检测结构变异
、
无法评估变异的致病性等缺点
。
[0010](3)MToolBox
：是一种基于
Python
的
mtDNA
分析软件，可以对二代测序的数据进行
比对
、
变异检测
、
异质性检测
、
拷贝数估计
、
系统发育分析等功能
。
该软件具有分析流程完整
、
检测准确度高
、
支持多种测序平台等优点，但也存在运行时间长
、
内存占用大
、
无法评估变异的致病性等缺点
。
[0011]综上所述，现有的检测
mtDNA
的突变和异质性的方法和软件，都存在一定的局限性和不足，需要进一步改进和优化，以提高检测的效率和准确性，为线粒体相关疾病的诊断和治疗提供更有价值的信息
。

技术实现思路

[0012](
一
)
解决的技术问题
[0013]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于二代测序技术检测人线粒体遗传突变位点算法
。
[0014](
二
)
技术方案
[0015]基于此，本专利技术提供如下技术方案：一种基于二代测序技术检测人线粒体遗传突变位点算法，包括以下步骤：
[0016]步骤
S1
：对二代测序的原始数据进行质量控制，去除低质量的读段和接头序列，得到高质量的读段；
[0017]步骤
S2
：将高质量的读段比对到人线粒体参考序列上，得到比对结果文件，对比对结果文件进行统计分析，得到测序深度
、
覆盖度
、
均一性等指标；
[0018]步骤
S3
：根据比对结果文件，检测
mtDNA
的单核苷酸变异
(SNV)
和插入缺失
(Indel)
，得到变异结果文件，对变异结果文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于二代测序技术检测人线粒体遗传突变位点算法，其特征在于：包括以下步骤：步骤
S1
：对二代测序的原始数据进行质量控制，去除低质量的读段和接头序列；步骤
S2
：将高质量的读段比对到人线粒体参考序列上，得到比对结果文件，对比对结果文件进行统计分析；步骤
S3
：根据比对结果文件，检测
mtDNA
的单核苷酸变异
(SNV)
和插入缺失
(Indel)
，得到变异结果文件，对变异结果文件进行过滤和注释；步骤
S4
：根据过滤后的变异结果文件，检测
mtDNA
的异质性，得到异质性结果文件，对异质性结果文件进行过滤和注释；步骤
S5
：根据过滤后的变异结果文件，评估变异的致病性，得到致病性结果文件，对致病性结果文件进行过滤和注释；步骤
S6
：根据过滤后的致病性结果文件，对变异进行分类和解释，得到变异分类和解释结果文件，对变异分类和解释结果文件进行整理和格式化
。2.
根据权利要求1所述的一种基于二代测序技术检测人线粒体遗传突变位点算法，其特征在于：如上步骤
S5
所述的评估变异的致病性步骤包括以下内容：步骤
S51
：根据变异的类型
、
位置
、
功能和频率等信息，使用
SIFT、PolyPhen2
和
ClinPred
，对变...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹丹，贺洪鑫，陈林柳，习朝文，
申请(专利权)人：哈尔滨因极科技有限公司，
类型：发明
国别省市：