Mito_Plot：一个开源工具管道，用于定量和可视化线粒体DNA的异质性

《BMC Bioinformatics》：Mito_Plot: open-source pipeline for quantification and visualization of mitochondrial DNA heteroplasmy

　　

摘要

背景

线粒体DNA异质性在线粒体功能、衰老以及多种人类疾病中起着关键作用。高通量测序技术的最新进展使得大规模检测异质性变异成为可能；然而，有效整合、比较和可视化突变等位基因频率（MAF）值在队列层面仍然具有挑战性。现有工具通常侧重于单样本可视化或需要大量的手动预处理，这限制了它们在大型队列中的可扩展性和可用性。为了解决这些挑战，我们开发了Mito_Plot，这是一个开源的计算流程，旨在标准化量化并直观地展示多个样本中的线粒体DNA（mtDNA）异质性。

结果

Mito_Plot接受标准的线粒体VCF文件，并根据等位基因深度信息自动计算MAF。来自多个样本的MAF数据被汇总到一个按基因组位置对齐的统一矩阵中，从而实现样本间的直接比较。该流程提供了交互式的二维圆形图表，将MAF映射到线粒体基因组上，并附带基因级别的注释，有助于快速识别突变热点和样本特异性模式。此外，Mito_Plot还提供了可选的三维可视化功能，通过分离不同样本和基因组区域中的变异分布来增强对大型队列的探索能力。将Mito_Plot应用于多样本线粒体测序数据集，证明了其在处理低和高MAF值变异时的稳健性、高效处理大型队列的能力，以及相比静态或单样本可视化方法更高的可解释性。

结论

Mito_Plot是一个可扩展且用户友好的软件流程，适用于队列规模的mtDNA MAF量化和可视化。通过将标准化的MAF计算与交互式2D和3D可视化相结合，Mito_Plot能够全面探索大型数据集中的线粒体变异情况。该软件的开源和模块化设计支持可重复的研究，并能灵活地集成到现有的分析工作流程中，使其成为线粒体基因组学研究和临床调查的实用工具。