Pirmo reizi zinātnieki atrod veidu, kā veikt mērķtiecīgus mitohondriju DNS labojumus

(wir0man/iStock/Getty Images)

Lielākajai daļai jūsu ķermeņa šūnu ir divas ģenētiskās bibliotēkas; viens kodolā, bet otrs iekšpusē struktūrās sauc mitohondriji - pazīstams arī kā 'šūnas spēkstacija'.

Līdz šim mums ir bijis veids, kā veikt izmaiņas tikai vienā.

Vairāku ASV pētnieku grupu apvienotie centieni ir noveduši pie procesa, kas kādu dienu varētu ļaut mums mainīt instrukcijas, kas veido šūnas 'citu' genomu, un, iespējams, ārstēt dažādus apstākļus, kas ietekmē mūsu ķermeņa darbību.



Šī revolucionārā gēnu rediģēšanas rīka molekulārais pamats ir toksīns, ko sauc par DddA, ko izdala baktērija Burkholderia cenocepacia sabotēt citus mikrobus, kad konkurence par resursiem kļūst nopietna.

Pētnieki no Vašingtonas Universitātes kādu laiku ir interesējušies par toksīna dotībām, atklājot, ka tas pārvērš nukleīnskābes bāzi, ko sauc par citozīnu, par citu, kas parasti atrodama RNS, ko sauc par uracilu.

Tā nav pirmā reize, kad pētnieki ir meklējuši baktēriju ieročus, lai uzzinātu, kā šādā veidā pielāgot DNS. Faktiski vesela tā saukto deamināzes enzīmu saime jau bija izmantota gēnu inženierijā.

Diemžēl deamināzes enzīmi mēdz darboties tikai viņu kodu maiņas triks uz atsevišķiem DNS pavedieniem.

Lai to apietu, cita pētnieku grupa no MIT Plašā institūta un Hārvardas apvienoja savu kodu apmaiņas deamināzi ar CRISPR tehnoloģija, kas ietver RNS veidnes izmantošanu, lai identificētu secību, un pēc tam enzīmu izmantošanu, lai atraisītu pavedienus un veiktu izmaiņas.

Tā nav pārāk liela problēma, ja vēlaties rediģēt dubultās DNS pavedienus kaut ko tik viesmīlīgā kā šūnas kodolā. Bet RNS veidņu kontrabanda caur selektīvāku mitohondriju membrānu nav tik vienkārša.

Tas ir tāpēc vairāk nekā miljards gadu Pirms tam mitohondriji bija atsevišķi organismi, un laika gaitā tie attīstījās, lai dalītos pienākumos ar šūnām, kuras tie tagad aizņem, un tiem tika deleģēta glikozes sadalīšana enerģijas iegūšanai.

Lai gan daudzi mitohondriju gēni jau sen ir ievietoti saimniekorganisma kodolā, šīs mazās jaudas vienības ir turējušās pie dažām svarīgām sekvencēm, kas ir cieši aizslēgtas aiz membrānu plīvura, kas neizturas pret klaiņojošiem RNS gabaliņiem. .

Par laimi, DddA bija unikāls talants veikt izmaiņas abās DNS virknēs, paverot ceļu CRISPR un tā apjomīgās RNS veidnes atcelšanai par labu alternatīvām metodēm, lai atlasītu secību, kuru vēlaties mainīt.

Šis trešais mīklas gabals bija vecās skolas gēnu inženierijas instrumenta veidā, ko sauc par a transkripcijas aktivatoram līdzīgs efektors , vai PASAKA.

Šo enzīmu klasi var pielāgot, lai atrastu specifiskus nukleīnskābju kodus un tos sadalītu. Tieši tā, lai citozīnu aizvietojošo toksīnu savā vietā virzītu.

Sadarbojoties ar DddA, īpaši izstrādāts TALE enzīms var atrast mērķa secību mitohondrijās un pārvērst jebkuru atrasto citozīnu par uracilu, kas vēlāk pārveidosies par līdzīgu DNS specifisku bāzi, ko sauc par timīnu.

Pārbaudē šīs izmaiņas notika aptuveni pusi no laika.

Fifty-fifty izmaiņas varētu nešķist liela uzvara, taču, ņemot vērā, ka ārpus mērķa secībām nebija nekādu potenciāli postošu izmaiņu pazīmju, tas ir daudzsološs precīzas inženierijas rīks.

Turklāt, ņemot vērā, ka nav citu pretendentu uz mitohondriju gēnu rediģēšanu, tas ir ievērojams sasniegums pat ar šādu panākumu līmeni.

Tāpat kā kodola DNS mutācijas var izraisīt dažādus veselības stāvokļus, mutācijas mitohondriju gēnos var būt arī problemātiska , ietekmējot jebko no smadzeņu attīstību, muskuļu augšanu, enerģijas līmeni, vielmaiņu un imunitāti.

Parasti (lai gan ne vienmēr), kas nodotas caur olām no mātes, mitohondriji un visas kaitīgās mutācijas var tikt mantotas no paaudzes paaudzē. Šobrīd labākais, ko mēs varam darīt, irapvienot šūnasno divām dažādām mātēm, lai noņemtu skartos mitohondrijus.

Bet ar šo jauno DddA tehnoloģiju mēs, iespējams, beidzot varēsim izveidot dzīvnieku modeļus, kas atdarina dažādus cilvēku novājinošus mitohondriju apstākļus. Un, iespējams, kādu dienu pat salabot tos mūsu pašu ķermenī.

Šis pētījums tika publicēts Daba .

Populārākas Kategorijas: Dabu , Vidi , Viedoklis , Skaidrotājs , Fizika , Cilvēkiem , Sabiedrību , Veselība , Daba , Tech ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.