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Cell "Energy Factory" é difícil de curar?Toxina bacteriana Ajuda "tesoura de gene" esforço preciso

O DNA mitocondrial pode codificar 13 proteínas, que estão envolvidas na cadeia de suprimentos de energia das células.A mutação do DNA mitocondrial pode levar a dezenas de doenças metabólicas que não foram curadas até agora.O desenvolvimento pode corrigir com precisão as ferramentas de edição de genes do DNA mitocondrial, que abrirão a porta para o tratamento de tais doenças.

Neuropatia óptica genética de Leber, doença muscular cerebral mitocondrial, envenenamento por ácido lático e síndrome do tipo AVC, fraqueza do neurômusulo e algumas doenças cardíacas congênitas ... essas doenças genéticas comuns causadas por mutações gênicas mitocondriais.Atualmente, inúmeros pacientes em todo o mundo estão sofrendo, mas não podem ser eficazes. jogos de lutar

Além da maioria do material genético humano, uma pequena parte do núcleo está nas mitocôndrias.Agora, os cientistas usaram técnicas de edição de genes para editar com precisão o DNA no núcleo, mas como editar com precisão o DNA nas mitocôndrias não foi capaz de alcançar avanços.

Não há muito tempo, a revista "Nature" publicou as últimas conquistas publicadas pela equipe David Li da Universidade de Harvard nos Estados Unidos, que não apenas alcançou a edição precisa do genoma mitocondrial, mas também não teve efeito de alvo.

Da edição de sequências genéticas à mudança de base única

A principal inovação da equipe de Liu Ruqian é responder aos problemas históricos que a fileira da fila da fileira da fila das enzimas de ácido nucleico duplicado (CRISPR) que não pode ser resolvido -edição do DNA mitocondrial.

O mitocondrial é o principal local para que as células realizem a respiração aeróbica.Além de fornecer energia para as células, as mitocôndrias também participam do processo, como diferenciação celular, transmissão de informações celulares e apoptose, e têm a capacidade de regular o crescimento e o ciclo celular.

A edição de genes é uma tecnologia de engenharia genética que foi modificada para genes -alvo específicos.

"A tecnologia de engenharia genética precoce só pode ser inserida aleatoriamente no genoma do hospedeiro de materiais genéticos, e a edição de genes pode transformar fixamente os genes que desejam editar". da ciência e tecnologia diariamente que a edição de genes depende de genes através de genes."As enzimas de edição de genes comumente usadas atuais são principalmente enzimas de ácido nucleico de dedos de zinco, nuclease do fator de efeito do efeito da amostra de ativação transcricional e intervalos de agrupamento de intervalos de agrupamento de curto prazo, enzimas nucleicas recursas. Essas enzimas de ácido nucleico podem se transformar fixamente DNAs específicos, nocaute e inserção ou inserção ou ou inserção ou inserção ou inserção ou inserção ou inserção ou inserção ou inserção ou inserção ou inserção ou inserção. substituir.

Além das enzimas de ácido nucleico, as enzimas de edição baseadas em alcalinos inventadas pelo laboratório de Liu Ruqian podem usar uma toxina bacteriana DDDA para converter a citoprimidina em pirina urina para obter uma edição precisa do genoma mitocondrial para mudar a base única no genoma.

Comparado com a edição convencional de genes de sequências genéticas de uma seção da sequência genética, essa tecnologia de edição baseada em alcalina pode causar uma única mudança baseada em alcalina no genoma, transformando a adenina (a) em Birdine (G) e pirimidina ( C) transformado em timina (t)."A edição teoricamente alcalina pode mudar qualquer base no genoma, por isso expande bastante o escopo e a flexibilidade da edição de genes".

Editar o DNA mitocondrial enfrenta duas grandes dificuldades

"O mitocondrial possui seu próprio material genético e sistema genético. Comparado com o DNA do núcleo, as mitocôndrias codificam apenas um pequeno número de genes, mas esses genes são cruciais para a função celular". Perca a fabricação de adenosina para fazer três fosfatos.É assim que doença muscular mitocondrial, doença multi -sistema, cardiomiopatia e paralisia ocular permanente.

Atualmente, o tratamento geralmente recebe adenosina, coenzima Q10 e um grande número de vitaminas B, mas o efeito não é ideal e não pode ser curado.A tecnologia de edição de genes mitocondriais pode se tornar uma maneira eficaz de curar essas doenças.

Embora a edição de genes tenha se desenvolvido rapidamente nos últimos anos, esses progressos foram realizados no DNA nuclear, e os editores do DNA mitocondrial sempre enfrentaram dificuldades na solução.A edição precisa do DNA mitocondrial nunca foi realizado. Um papel no RNA (GRNA) não pode entrar nas mitocôndrias. jogos de lutar

"A principal razão pela qual o DNA mitocondrial é difícil de editar: Primeiro, as mitocôndrias são um celuifrador com uma estrutura de membrana dupla nas células. O DNA mitocondrial está localizado dentro da mitocondrial e é protegida pela membrana mitocondrial dupla. ; Realize o DNA mitocondrial.

Kong Lingjie também acredita que existem duas cópias de genes nucleares na célula geral, e a edição de genes é relativamente fácil, e os genes mitocondriais têm muitas cópias em uma célula. jogos de lutar

Ajuda a construir um modelo animal de doença mitocondrial

O DDDA era uma toxina bacteriana, que foi originalmente descoberta por um pós -doutorado Malcos DeMarez, um pós -doutorado Malcos DeMarez na Universidade de Washington, microbiologista da Universidade de Washington.Em 2018, DeMarez descobriu que o DDDA tem a atividade da transformação catalítica da citoprimidina em uréia.E é interessante que, diferentemente de outras depaisonase, esse efeito pode ocorrer diretamente em espirais duplas de DNA sem não -soo, portanto, não é necessário grna.

O próprio DDDA é uma proteína que pode entrar nas mitocôndrias e pode editar diretamente o DNA de dupla cadeia.Na época, Muig pensou em Liu Ruqian, um colega que só tinha ouvido falar de seu nome, por causa do editor monocular do CRISPR, desenvolvido pela equipe de Liu Ruqian antes, foi usado para os dinerans.

O DDDA tem toxicidade biológica para células de mamíferos.Para evitar essa toxicidade, os pesquisadores têm o caminho para desmontar o DDDA ao meio e se transformar em duas partes sem atividade.

Não é difícil resolver como transformar o DDDA combinado nas mitocôndrias.A série anterior de resultados da pesquisa mostra que o mecanismo de absorção de proteínas das mitocôndrias pode ser usado para penetrar na membrana de duas camadas das mitocôndrias.O DDDA, como citosidase, pode realizar uma série de operações para conversão de citopina e uréia. jogos de lutar

Para impedir que o papel do DDDA seja perturbado, a equipe de pesquisa também precisa adicionar inibidores da glicotidase uremidal.A partir dos dados experimentais, após a adição dos inibidores, a eficiência da edição foi aprimorada em 8 vezes.

O modelo de doença animal é frequentemente uma ferramenta para o desenvolvimento de medicamentos.Antes da tecnologia de edição de genes mitocondriais, porque o gene mitocondrial não pode ser transformado com precisão, o modelo de doença animal correspondente não pode ser obtido, o que dificulta bastante o desenvolvimento de medicamentos relacionados a doenças mitocondriais. jogos de lutar

"A aplicação dessa tecnologia tornará possível o estabelecimento de modelos de doenças animais e acelerará o desenvolvimento de medicamentos". Uma mitocondrião de cura mitocondrial.

"A terapia genética é um método importante de doença que deve curar a mutação mitocondrial de DNA curativa". O DNA, que é parcialmente localizado, a edição de genes da organização pode evitar problemas éticos e problemas de segurança trazidos pela edição de genes embriões, mas também conduzem diretamente a terapia genética rápida e eficiente para os tecidos da lesão para beneficiar mais pacientes.

Antes, Liu Ruqian disse à revista da natureza que o estudo tinha outros problemas a serem estudados, e ainda havia um longo caminho a percorrer para a clínica clínica.Mas, no curto prazo, os cientistas podem usar essa tecnologia para gerar modelos animais para estudar o impacto de mutações mitocondriais.