Traceable Claims in Genomics

 Quick Analysis Plan Copied

 Long Analysis Plan

1. Limiti empirici documentati dell'uso del DNA mitocondriale

L'evidenza popolazionale su 274.832 individui (UK Biobank + All of Us) mostra che il numero di copie del mtDNA (mtCN adj, media 61,66 per genoma diploide) è controllato principalmente dal genoma nucleare: 92 segnali LD-indipendenti, ereditabilità SNP di solo ~4%, e geni nucleotidici chiave (TFAM, TWNK, POLG2, DGUOK, PNP, LONP1, SLC25A5). Gli aplotipi mitocondriali spiegano <0,5% della varianza di mtCN. Inoltre, dopo correzione per composizione del sangue, molte associazioni mtCN–malattia precedentemente riportate risultano confondate dai conteggi delle cellule ematiche Controllo nucleare di mtCN e eteroplasmia.

Altri limiti: calo di ~2% per decade dell'mtCN con l'età (effetto confondente età); eteroplasmie SNV prevalentemente somatiche e correlate all'età, mentre gli indel (es. chrM:302) sono maternally ereditati e modulati in trans da geni nucleari (SSBP1, TEFM, POLG2) — quindi misurare solo SNV omtente metà del segnale Eteroplasmia somatica vs ereditata. Nello specifico oncologico, uno studio MR su 19.628 pazienti UKB trova che mtCN elevato nel sangue periferico correla con sopravvivenza più breve nel cancro gastrico, ma i dati sono solo europei, misure cross-sezionali (nessuna inferenza temporale) e necessitano validazione in popolazioni diverse MR mtCN e sopravvivenza cancro gastrico.

Infine, la letteratura meccanicistica in vitro (cellule Drosophila, glioblastoma, HeLa) mostra che la relazione TFAM:mtDNA e la degradazione di TFAM da parte del proteasi Lon regolano mtCN — ma questi risultati non sono direttamente trasferibili in vivo all'uomo Lon-TFAM regola mtCN (Drosophila) TMP stabilizza TFAM in vitro.

Figura da dati riportati: la tumorigenicità crolla sotto il 20% di mtDNA (6/12 → 2/12 a 0,2%), dimostrando un limite biologico minimo di contenuto mtDNA per l'innesco tumorale Tumorigenicità vs contenuto mtDNA (glioblastoma). Limiti: solo linee cellulari specifiche, effects a lungo termine non esplorati.

2. Piano di analisi bioinformatica per mitigare i limiti

• QC e chiamata varianti: usare pipeline self-reference (es. mtSwirl, GitHub rahulg603/mtSwirl) con Mutect2/HaplotypeCaller per gestire NUMT e artefatti di mapping; assegnare aplotipi con Haplogrep Pipeline mtSwirl e QC.
• Correzione composizione cellulare: regredire mtCN sui conteggi delle cellule ematiche (mtCN adj) prima di ogni associazione con esito clinico — passo essenziale dato che molte associazioni pregresse sono confondate Correzione composizione sangue.
• MR e colocalizzazione: usare SUMMER per MR mtCN→survival e Sherlock/SuSiE-inf per colocalizzazione eQTL, separando causalità da pleiotropia; includere analisi cross-ancestry quando possibile MR + colocalizzazione.
• Validazione esterna: replicare in All of Us (concordanza R²=0,79 riportata) o coorti indipendenti non europee; testare sensibilità a stratificazione residua della popolazione.
• Analisi eteroplasmia completa: misurare sia SNV somatiche sia indel ereditati (es. chrM:302 GmAG7–GmAG10), con modelli di trasmissione materna e interazioni mito-nucleari in trans.
• Integrazione meccanicistica: confrontare modelli in silico TFAM:mtDNA (soglia trascrizionale ~2) con dati qPCR/Southern blot; trattare i risultati in vitro (Drosophila, HeLa) solo come ipotesi da testare in tessuti umani Soglia TFAM:mtDNA ~2.

3. Ciechi e incertezze

Cosa manca: misure longitudinali di mtCN nello stesso individuo; dati non-europei sufficienti; validazione tissutale (il sangue può non rappresentare altri tessuti); meccanismi di riconoscimento di TFAM da parte di Lon non definiti; possibili compensazioni da altri proteasi mitocondriali (ClpP). Cosa falsificherebbe le conclusioni: dimostrare che mtCN misurato senza correzione per composizione sanguigna predice esiti in coorti diverse, oppure che l'ereditabilità nucleare di mtCN sia trascurabile in popolazioni non europee Criteri di falsificazione MR.