Enamikul inimkeha rakkudest on kaks geneetilist raamatukogu; üks tuumas ja teine sisemised struktuurid, mida nimetatakse mitokondriteks.
Mitmete uurimisrühmade ühised jõupingutused on viinud protsessini, mis lubab teadlastel ühel päeval muuta juhiseid, mis moodustavad raku “teise” genoomi ja ravida potentsiaalselt mitmesuguseid haigusi.
Selle revolutsioonilise geeni redigeerimise tööriista molekulaarseks aluseks on DddA toksiin, mida sekreteerib bakter Burkholderia cenocepacia, et tappa teisi mikroobid, kui konkurents ressursside pärast muutub tugevaks.
Washingtoni ülikooli teadlased on toksiinist mõnda aega huvitatud olnud, leides, et see muundab nukleiinhappebaasi, mida nimetatakse tsütosiiniks, teiseks RNA-s tavaliselt leiduvaks uratsiiliks.
See pole esimene kord, kui teadlased on pöördunud bakteriaalsete relvade poole vihjete osas, kuidas DNA sel viisil häälestada. Tegelikult on geenitehnoloogias juba kasutatud tervet niinimetatud deaminaasensüümide perekonda.
MIT-i uurimisrühm ühendas deaminaasi koodivahetusega CRISPR-tehnoloogiaga, mis tähendab RNA-malli kasutamist järjestuse tuvastamiseks ja ensüümide kasutamist muudatuste tegemiseks.
See ei ole liiga suur probleem, kui soovite teha muudatusi DNA ahelate dubleerimiseks midagi nii tervitavat kui raku tuum. Kuid RNA-mallide muutmine valikulises mitokondriaalses membraanis ei ole lihtne.
See on tingitud asjaolust, et enam kui miljard aastat tagasi olid mitokondrid organismid ise ja aja jooksul on need arenenud, jagades vastutust rakkude glükoosi lagundamise eest.
Reklaamvideo:
Õnneks oli DddA toksiinil ainulaadne võime muuta mõlemat DNA ahelat, sillutades teed CRISPR-ile - ja selle kohmakale RNA-mallile - alternatiivsete meetodite kasuks, mis on suunatud järjestuse muutmiseks, mida soovite muuta.
Seda ensüümide klassi saab kohandada spetsiifiliste nukleiinhapete koodide otsimiseks ja nende eraldamiseks. Just see, mis on vajalik tsütosiini asendava toksiini sissetoomiseks.
Koos DddA-ga suudab spetsiaalselt loodud ensüüm leida sihtmärkjärjestuse mitokondritest ja muuta leitud tsütosiin uratsiiliks, mis hiljem muundatakse sarnaseks DNA-spetsiifiliseks karkassiks, mida nimetatakse tümiiniks.
Nii nagu tuuma-DNA mutatsioonid võivad põhjustada mitmesuguseid tervislikke seisundeid, võivad mitokondriaalsete geenide mutatsioonid olla ka probleemsed, mõjutades kõike alates aju arengust kuni lihaste kasvu, energiatasandi, ainevahetuse ja immuunsuse tekkeni.
Uurimistöö on avaldatud ajakirjas Nature.
