Редактирование митохондрий внутри каждой человеческой клетки было священным Граалем и последней границей редактирования генов. Это было достигнуто и открывает новое поле для генетиков. Transhumans найдут это открытие особенно захватывающим. ⁃ TN Editor
Биолог Дэвид Лю был в середине его утренней поездки в Институт Бродов два лета назад, когда он открыл электронное письмо. Мы только что обнаружили новый токсин, созданный бактериями, объяснили записку от исследователя, с которой Лю никогда не разговаривал, и она «может быть полезна для того, что вы, ребята, делаете».
Заинтригованный, Лю позвонил отправителю, биологу Джозефу Мугу из Вашингтонского университета, и быстро стало ясно, что бактериальный токсин обладает талантом, который действительно был полезен для того, что делает Лю: изобретать способы редактирования генов. В среду они и их коллеги сообщили в Nature, что превратили токсин в первый в мире редактор генов в клеточных органеллах, называемых митохондриями.
Если все пойдет хорошо, открытие может предоставить способ изучения и, однажды, вылечить длинный список редких, но разрушительных наследственных заболеваний, возникающих в результате генетических мутаций в клеточной силовой установке.
«Мы долго искали такую технологию», - сказал биолог Федор Урнов из Института инновационной геномики Калифорнийского университета, который провел обзор бумаги для природы. «Мы смогли произвести точечные мутации» - изменив одну букву ДНК - «в ядерной ДНК человека в течение 15 лет, но митохондрии яростно сопротивлялись этому, к большому разочарованию каждого. Благодаря этой технологии исследования митохондрий вступят в золотой век ».
Сотни капсулообразных митохондрий внутри каждой клетки превращают кислород и питательные вещества в химическую энергию, которая обеспечивает метаболизм клетки. Митохондрии также метаболизируют холестерин и синтезируют гормоны и нейротрансмиттеры. Если один из их 37 генов является аберрантным, митохондрии не могут работать, что приводит к любому из сотен митохондриальных заболеваний. Наиболее разрушительные, включая «синдром истощения митохондриальной ДНК» (МДДС), разрушить детские мышцы и мозг, и в конечном итоге забрать их жизни.
Революция редактирования генома в значительной степени прошла мимо митохондрий. CRISPR не работает: направляющая РНК, которую он использует как бладхаунд, чтобы найти свою цель в геноме, не может проникнуть через стенки митохондрий. Более ранние редакторы, такие как TALEN, могут устранить мутации в митохондриях в клетках, растущих в лабораторных чашках, но только уничтожив ДНК. Ничто не могло исправить мутации, заменяя одну букву ДНК на другую, такую как C на T или G на A.
«Митохондрии, - сказал Лю, - являются одним из последних бастионов ДНК, которые сопротивлялись прецизионному редактированию генома».
В электронном письме Муга было предложено обойти это сопротивление. Он изучает химическую войну, которую бактерии ведут против других бактерий. Химическое оружие, которое он только что открыл, секретируемое бактериями Burkholderia cenocepacia, является ферментом, который проникает вражескую бактерию и убивает смертельной простотой: он вызывает однобуквенные генетические мутации в двухцепочечной ДНК бактерии. В каждом целевом месте, это оставляет бактериальную ДНК в клочья. Бактерия умирает. Миссия выполнена.
Mougous, как медицинский институт Лю Ховарда следовательзнал, что Лю изобрел прорыв форма CRISPR, которая изменяет только одну букву ДНК и делает это без разрезания двойной спирали, что может привести к разрушению генома. Эта технология, получившая название «базовое редактирование», уже породила биотехнологии и идет к изучению человека.
Его новый бактериальный токсин, подумал Мууг, выглядел как базовый редактор; он превращает нуклеотидную пару CG в TA. И это не требует направляющей РНК (шаперон, который не может проникнуть в митохондрии).
wpDiscuz