Edycja mitochondriów w każdej ludzkiej komórce była świętym Graalem i ostatnią granicą edycji genów. Zostało to osiągnięte i otwiera nowe pole dla genetyków. Transhumans uzna to odkrycie za szczególnie ekscytujące. ⁃ Edytor TN
Biolog David Liu był w środku porannej podróży do Broad Institute dwa lata temu, kiedy otworzył wiadomość e-mail. Właśnie odkryliśmy nową toksynę wytwarzaną przez bakterie, wyjaśniliśmy notatkę naukowca, z którym Liu nigdy nie rozmawiał, i „może być przydatna w przypadku czegoś, co robicie”.
Zaintrygowany Liu zadzwonił do nadawcy, biologa Josepha Mougousa z University of Washington, i szybko stało się jasne, że toksyna bakteryjna ma talent, który rzeczywiście jest przydatny do tego, co robi Liu: wynajduje sposoby edytowania genów. W środę oni i ich koledzy donosili w Nature, że zamienili toksynę w pierwszego na świecie edytora genów w organellach komórkowych zwanych mitochondriami.
Jeśli wszystko pójdzie dobrze, odkrycie może zapewnić sposób na badanie i pewnego dnia wyleczyć długą listę rzadkich, ale wyniszczających chorób odziedziczonych wynikających z mutacji genetycznych w elektrowni komórkowej.
„Szukaliśmy takiej technologii od bardzo dawna” - powiedział biolog Fyodor Urnov z University of California Innovative Genomics Institute, który dokonał przeglądu papier dla natury. „Byliśmy w stanie dokonać mutacji punktowych” - zmieniając jedną literę DNA - „w ludzkim DNA jądrowym od 15 lat, ale mitochondria oparły się temu wściekle, ku wielkiej frustracji wszystkich. Dzięki tej technologii badania mitochondrialne wkroczą w złoty wiek. ”
Setki mitochondriów w kształcie kapsułek wewnątrz każdej komórki zamieniają tlen i składniki odżywcze w energię chemiczną, która napędza metabolizm komórki. Mitochondria metabolizują również cholesterol i syntetyzują hormony i neuroprzekaźniki. Jeśli jeden z 37 genów jest nieprawidłowy, mitochondria nie mogą działać, co powoduje którąkolwiek z setek chorób mitochondrialnych. Najbardziej druzgocący, w tym „syndrom wyczerpania mitochondrialnego DNA” (MDDS), niszczą mięśnie i mózgi dzieci i ostatecznie odbierają im życie.
Rewolucja edycji genomu w dużej mierze minęła mitochondria. CRISPR nie działa: przewodnik RNA, którego używa jak ogar, aby znaleźć swój cel w genomie, nie może penetrować ścian mitochondriów. Wcześniejsi redaktorzy, tacy jak TALEN, mogą wyeliminować mutacje w mitochondriach w komórkach rosnących w naczyniach laboratoryjnych, ale tylko poprzez zniszczenie DNA. Nic nie mogło naprawić mutacji poprzez zamianę jednej litery DNA na inną, na przykład C na T lub G na A.
„Mitochondria” - powiedział Liu - „są jednym z ostatnich bastionów DNA, które oparły się precyzyjnej edycji genomu”.
E-mail Mougousa sugerował obejście tego oporu. Bada wojnę chemiczną, którą bakterie prowadzą przeciwko innym bakteriom. Broń chemiczna, którą właśnie odkrył, wydzielana przez bakterie Burkholderia cenocepacia, jest enzymem infiltrującym wrogą bakterię i zabijającym ze śmiertelną prostotą: powoduje jednoliterowe mutacje genetyczne w dwuniciowym DNA bakterii. W każdym docelowym miejscu pozostawia bakteryjny DNA w strzępach. Bakteria umiera. Misja zakończona sukcesem.
Mougous, jak Liu a Howard Hughes Medical Institute badacz, wiedział, że Liu wynalazł przełom forma CRISPR, taka, która zmienia tylko jedną literę DNA i robi to bez cięcia podwójnej helisy, co może prowadzić do spustoszenia genomowego. Technologia ta, nazywana „edycją podstawową”, już ją zrodziła Biotechnologia i maszeruje w kierunku badań nad ludźmi.
Jego nowa toksyna bakteryjna, pomyślał Mougous, z pewnością wyglądała jak główny redaktor; zmienia parę nukleotydów CG w TA. I nie wymaga przewodnika RNA (opiekuna, który nie może przenikać mitochondriów).
wpDiscuz