Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
SY
Stephanie Yang
Author with expertise in Mitochondrial Dynamics and Reactive Oxygen Species Regulation
Achievements
Open Access Advocate
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
6
(83% Open Access)
Cited by:
18
h-index:
10
/
i10-index:
11
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
11

Genetic analysis of mitochondrial DNA copy number and associated traits identifies loci implicated in nucleotide metabolism, platelet activation, and megakaryocyte proliferation, and reveals a causal association of mitochondrial function with mortality

RJ Longchamps et al.Jan 28, 2021
Abstract Mitochondrial DNA copy number (mtDNA-CN) measured from blood specimens is a minimally invasive marker of mitochondrial function that exhibits both inter-individual and intercellular variation. To identify genes involved in regulating mitochondrial function, we performed a genome-wide association study (GWAS) in 465,809 White individuals from the Cohorts for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology (CHARGE) consortium and the UK Biobank (UKB). We identified 133 SNPs with statistically significant, independent effects associated with mtDNA-CN across 100 loci. A combination of fine-mapping, variant annotation, and co-localization analyses were used to prioritize genes within each of the 133 independent sites. Putative causal genes were enriched for known mitochondrial DNA depletion syndromes ( p = 3.09 x 10 −15 ) and the gene ontology (GO) terms for mtDNA metabolism ( p = 1.43 x 10 −8 ) and mtDNA replication ( p = 1.2 x 10 −7 ). A clustering approach leveraged pleiotropy between mtDNA-CN associated SNPs and 41 mtDNA-CN associated phenotypes to identify functional domains, revealing three distinct groups, including platelet activation, megakaryocyte proliferation, and mtDNA metabolism. Finally, using mitochondrial SNPs, we establish causal relationships between mitochondrial function and a variety of blood cell related traits, kidney function, liver function and overall ( p = 0.044) and non-cancer mortality ( p = 6.56 x 10 −4 ).
11
Citation8
0
Save
0

Basal Contamination of Sequencing: Lessons from the GTEx dataset

Tim Nieuwenhuis et al.Apr 8, 2019
Abstract One of the challenges of next generation sequencing (NGS) is read contamination. We used the Genotype-Tissue Expression (GTEx) project, a large, diverse, and robustly generated dataset, to understand the factors that contribute to contamination. We obtained GTEx datasets and technical metadata and validating RNA-Seq from other studies. Of 48 analyzed tissues in GTEx, 26 had variant co-expression clusters of four known highly expressed and pancreas-enriched genes ( PRSS1 , PNLIP , CLPS , and/or CELA3A ). Fourteen additional highly expressed genes from other tissues also indicated contamination. Sample contamination by non-native genes was associated with a sample being sequenced on the same day as a tissue that natively expressed those genes. This was highly significant for pancreas and esophagus genes (linear model, p=9.5e-237 and p=5e-260 respectively). Nine SNPs in four genes shown to contaminate non-native tissues demonstrated allelic differences between DNA-based genotypes and contaminated sample RNA-based genotypes, validating the contamination. Low-level contamination affected 4,497 (39.6%) samples (defined as 10 PRSS1 TPM). It also led ≥ to eQTL assignments in inappropriate tissues among these 18 genes. We note this type of contamination occurs widely, impacting bulk and single cell data set analysis. In conclusion, highly expressed, tissue-enriched genes basally contaminate GTEx and other datasets impacting analyses. Awareness of this process is necessary to avoid assigning inaccurate importance to low-level gene expression in inappropriate tissues and cells.
0
Citation4
0
Save
16

Blood-derived mitochondrial DNA copy number is associated with gene expression across multiple tissues and is predictive for incident neurodegenerative disease

Stephanie Yang et al.Jul 18, 2020
ABSTRACT Background Mitochondrial DNA copy number (mtDNA-CN) can be used as a proxy for mitochondrial function and is associated with a number of aging-related diseases. However, it is unclear how mtDNA-CN measured in blood can reflect risk for diseases that primarily manifest in other tissues. Using the Genotype-Tissue Expression Project, we interrogated the relationships between mtDNA-CN measured in whole blood and gene expression from whole blood as well as 47 additional tissues. Results We evaluated associations between blood-derived mtDNA-CN and gene expression in whole blood for 418 individuals, correcting for known confounders and surrogate variables derived from RNA-sequencing. Using a permutation-derived cutoff (p<2.70e-6), mtDNA-CN was significantly associated with expression for 721 genes in whole blood, including nuclear genes that are required for mitochondrial DNA replication. Significantly enriched pathways included splicing (p=1.03e-8) and ubiquitin-mediated proteolysis (p=2.4e-10). Genes with target sequences for the mitochondrial transcription factor NRF1 were also enriched (p=1.76e-35). In non-blood tissues, there were more significantly associated genes than expected in 30 out of 47 tested tissues, suggesting that global gene expression in those tissues is correlated with mtDNA-CN. Pathways that were associated in multiple tissues included RNA-binding, catalysis, and neurodegenerative disease. We evaluated the association between mtDNA-CN and incident neurodegenerative disease in an independent dataset, the UK Biobank, using a Cox proportional-hazards model. Higher mtDNA-CN was significantly associated with lower risk for incident neurodegenerative disease (HR=0.73, 95% CI= 0.66;0.90). Conclusions The observation that mtDNA-CN measured in whole blood is associated with gene expression in other tissues suggests that blood-derived mtDNA-CN can reflect metabolic health across multiple tissues. Key pathways in maintaining cellular homeostasis, including splicing, RNA binding, and catalytic genes were significantly associated with mtDNA-CN, reinforcing the importance of mitochondria in aging-related disease. As a specific example, genes involved in neurodegenerative disease were significantly enriched in multiple tissues. This finding, validated in a large independent cohort study showing an inverse association between mtDNA-CN and neurodegenerative disease, solidifies the link between blood-derived mtDNA-CN, altered gene expression in both blood and non-blood tissues, and aging-related disease.
16
Citation3
0
Save
1

Rare instances of non-random dropout with the monochrome multiplex qPCR assay for mitochondrial DNA copy number

Stephanie Yang et al.Oct 11, 2021
Mitochondrial DNA copy number (mtDNA-CN) is a proxy for mitochondrial function and has been of increasing interest to the mitochondrial research community. There are a number of ways to measure mtDNA-CN, ranging from qPCR to whole genome sequencing [1]. A recent article in the Journal of Molecular Diagnostics [2] described a novel method for measuring mtDNA-CN that is both inexpensive and reproducible. After adapting the assay for use in our lab, we have found it to be reproducible and well-correlated with mtDNA-CN derived from whole genome sequencing. However, certain individuals show poor concordance between the two measures, particularly individuals with qPCR mtDNA-CN measurements >3 standard deviations below the sample mean, which corresponds to roughly 1% of assayed individuals (Figure 1). After examining whole genome sequencing data, this seems to be due to specific polymorphisms within the D-loop primer region, at positions MT 338, 340, 452, 457, 458, 460, 461, 466, and 467. All individuals with a variant in at least one of these positions have non-concordant mtDNA-CN measurements. Meanwhile, variants observed at other positions within the primer region do not appear to cause dropout.
1
Citation3
0
Save
0

Mitochondrial DNA Copy Number and Incident Atrial Fibrillation

Di Zhao et al.Nov 20, 2019
Background: Mechanistic studies suggests that mitochondria DNA (mtDNA) dysfunction may be associated with increased risk of atrial fibrillation (AF). The association between mtDNA copy number (mtDNA-CN) and incident AF in the general population, however, remains unknown. Methods: We conducted prospective analyses of 19,709 participants from the Atherosclerosis Risk in Communities Study (ARIC), the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) and the Cardiovascular Health Study (CHS). mtDNA-CN from peripheral blood was calculated from probe intensities on the Affymetrix Genome-Wide Human single nucleotide polymorphisms (SNP) Array 6.0 in ARIC and MESA, and from multiplexed real time quantitative polymerase chain reaction (qPCR) in CHS. Incident AF cases were identified through electrocardiograms, review of hospital discharge codes, Medicare claims, and death certificates. Results: The median follow-up time was 21.4 years in ARIC, 12.9 years in MESA and 11.0 years in CHS, during which 4,021 participants developed incident atrial fibrillation (1,761 in ARIC, 790 in MESA, and 1,470 in CHS). The fully-adjusted pooled hazard ratio for incident atrial fibrillation comparing the 1st to the 5th quintile of mitochondria DNA copy number was 1.13 (1.01, 1.27). The fully-adjusted pooled hazard ratio comparing the 10th vs the 90th percentile of mitochondria DNA copy number was 1.13 (1.04, 1.24). Dose-response spline analysis also showed an inverse association between mitochondria DNA copy number and hazard for atrial fibrillation for all three cohorts. These associations were consistent across subgroups. Conclusions: Mitochondria DNA copy number was inversely associated with the risk of AF independent of traditional cardiovascular risk factors. These findings implicate mitochondria DNA copy number as a novel risk factor for atrial fibrillation. Further research is warranted to understand the underlying mechanisms and to evaluate the role of mitochondria DNA copy number in the management of atrial fibrillation risk.
8

An integrated multi-omic analysis of iPSC-derived motor neurons from C9ORF72 ALS patients

Loren Ornelas et al.Nov 1, 2020
Summary Neurodegenerative diseases present a challenge for systems biology, due to the lack of reliable animal models and the difficulties in obtaining samples from patients at early stages of disease, when interventions might be most effective. Studying induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived neurons could overcome these challenges and dramatically accelerate and broaden therapeutic strategies. Here we undertook a network-based multi-omic characterization of iPSC-derived motor neurons from ALS patients carrying genetically dominant hexanucleotide expansions in C9orf72 to gain a deeper understanding of the relationship between DNA, RNA, epigenetics and protein in the same pool of tissue. ALS motor neurons showed the expected C9orf72 -related alterations to specific nucleoporins and production of dipeptide repeats. RNA-seq, ATAC-seq and data-independent acquisition mass-spectrometry (DIA-MS) proteomics were then performed on the same motor neuron cultures. Using integrative computational methods that combined all of the omics, we discovered a number of novel dysregulated pathways including biological adhesion and extracellular matrix organization and disruption in other expected pathways such as RNA splicing and nuclear transport. We tested the relevance of these pathways in vivo in a C9orf72 Drosophila model, analyzing the data to determine which pathways were causing disease phenotypes and which were compensatory. We also confirmed that some pathways are altered in late-stage neurodegeneration by analyzing human postmortem C9 cervical spine data. To validate that these key pathways were integral to the C9 signature, we prepared a separate set of C9orf72 and control motor neuron cultures using a different differentiation protocol and applied the same methods. As expected, there were major overall differences between the differentiation protocols, especially at the level of in individual omics data. However, a number of the core dysregulated pathways remained significant using the integrated multiomic analysis. This new method of analyzing patient specific neural cultures allows the generation of disease-related hypotheses with a small number of patient lines which can be tested in larger cohorts of patients.