人类线粒体(mitochondrion)是一种存在于细胞质内由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，里面含有从母亲的卵细胞继承来的遗传物质，即线粒体DNA(mitochondrialDNA，mtDNA)。

mtDNA是一条闭合环状DNA，长度为16569bp，相比核DNA来讲mtDNA十分微小。mtDNA在细胞中具有更高的拷贝数，在降解检材中特别是当核DNA无法得到完整分型时，线粒体DNA信息便显示出重要的利用价值；而由于经常暴露于各种氧化反应中，线粒体DNA的变异率比核DNA更高，由此产生的多态性能够为母系DNA比对提供依据，且部分多态性位点亦与地域人群进化相关；另外，线粒体DNA完全由母系遗传，不存在基因重组，故在母系亲属关系鉴定中发挥着无可替代的作用。

二代测序技术的出现，使得法医工作者能够方便地获得更全面的线粒体基因组信息，在提高线粒体DNA检测识别率的同时，能够获得更多样品来源信息。以下是应用线粒体全基因测序进行个体识别的案例。

【案例1】应用下一代测序技术识别高度降解的士兵遗体

Application of nextgeneration sequencing technologies to the identification of high degradedunknown soldiers’ remains

期刊：Forensic ScienceInternational:Genetics Supplement Series

影响因子：4.988

研究背景：

美国DNA鉴定实验室对1950-1953年朝鲜战争时的士兵骨骼和残骸进行了识别鉴定，但是由于这些骨骼高度受损及其DNA高度降解，应用传统标准的mtDNA方法一直没有可用的信息。而下一代DNA测序技术能够在很短的时间内产生数以百万计的序列，并且对任何大小的DNA都适用，包括不易被sanger测序识别的大小75bp的片段。

技术路线：

古DNA提取800ng，mtDNA引物扩增富集，建库，IlluminaGAIIx平台测序，减少序列中的错误率。

研究结果及主要结论：

DNA修复和引物延伸捕捉大幅度提高了NGS数据覆盖的数量和质量，因此会系统性地应用于未来的建库中。另外，会优化新扩增引物对整个线粒体DNA的覆盖度一致性。然而，现在主要关注的是测试古尸中严重降解的DNA的优化参数。

【案例2】线粒体DNA异质性在法医案件中发挥巨大威力

研究背景：

尼古拉·罗曼诺夫(Nicholas Romanov)是俄国最后一位沙皇。他和他的家人以及侍从在1918年被暗杀，而遗体被仓促埋葬。几十年后，残骸被发现，但只是猜测这些遗骸可能属于尼古拉·罗曼诺夫，当时也确实没有令人信服的信息能够证明这确实是他的遗体。而后通过高通量测序(NGS)技术对DNA异质性的检测，给此案件提供了一个全新的分析视角。

技术路线：

清理古老骨头表面的污染物，用Dremel打磨工具将表面抛光，从骨头中采样，研磨成粉末，使用某种溶液，将DNA从粉末中提取出来，纯化去除杂质，得到可用的DNA提取物，

调查在世的亲属，利用sanger测序看不到序列上的异质性；通过高通量测序，进行mtDNA异质性分析。

研究结果及主要结论：

1、异质性是两种不同的线粒体序列的混合物，传统的sanger测序无法看到全部的线粒体序列。得到混合的DNA样本，称为异质性，这的确增加了鉴定中匹配的强度；

2、沙皇及其兄弟的异质性对调查产生了巨大的影响。案件中，在共享异质性的位点上，兄弟的遗体相匹配，当异质性共享时，高通量测序增加了匹配的程度；

3、调查在世的亲属史，单就他们的序列上看不到这种异质性，这是因为当时的技术无法实现这一点。通过高通量测序技术，能看到那些低水平存在的序列，而这些序列让那些对比和配对更加清晰；在一般的调查中，没有异质性的情况下匹配概率可能是1/100，有了异质性，概率变成了1/3000,000；

4、沙皇和他的兄弟在异质性方面存在显著差异，而且一代一代之间的比率变化很快，高通量测序的出现将成为一个关键点，得以在常规工作中可以发现这些差异；

5、此研究的影响：异质性测序带来的差异，的确提高了鉴别能力，这几乎就像从模拟系统转变成数字系统，它正在开启法医基因组学的新时代；

6、后续研究：Dr Holland继续他的研究，评估线粒体DNA异质性的比率和传递，以及DNA损伤对解释过程的影响，高通量测序将改变法医DNA分析流程，并将打击犯罪提升到一个全新的、更高的水准。

阅微基因提供专业的线粒体全基因组测序，具有丰富的经验

检材：血样、组织、口腔拭子以及降解检材等。

方法：提取基因组DNA，对线粒体全部16569bp序列，采用两对引物进行扩增，产物打断后混合建库，上机进行100×测序，得到数据后进行生物信息分析，拼接得到线粒体全长序列，并提供相关多态性位点比对结果。

应用领域：

1、人类起源及迁徙的研究

• 现代人线粒体，分析各民族、各地区人的母系血缘关系。

• 古尸线粒体，分析历史上各个民族间的母系血缘关系、历史故事、迁徙路线。

2、个体识别

• 军方人员遗骸鉴定

• 型灾难事故遇难者鉴定

• 寻找失踪人员

• 历史名人的民族、身份