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                科学家首次精准编辑线粒体基因

                2020-07-10 中国科学报 唐一尘
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                线粒体(蓝色)是产生能量的细胞器。图片来源:CNRI

                  线粒体是细胞关键的能量产生结构。借助一种特殊的细兩人都是苦笑菌酶,研究人员实现了对线粒体基因组的定向改变。此前,即使是︼流行的CRISPR-Cas9基因组编辑工具也无法做道塵子到这一点。相关论文7月8日发表于《自然》。

                  这项技术建立在一种被称为碱基编辑的超精准基因编辑技术一旦把仙器晉升為神器之上↙。它可ξ 以让研究人员开发研究新方法,甚至治疗由线粒看著体基因组突变引起的疾病。这种疾病通常由母▆系遗传,会损害细胞产生能ㄨ量的能力。与细胞核免得神劫降臨基因组相比,线粒体了我們基因组中的基因数量较少,但这不過這神劫些突变仍会损害神经系统、肌肉,以及心脏。对還輪不到你來『操』心于遗传了这些突变的人而言,结果可能卐是致命的。

                  据《自然》报道,研究这类疾病一直很困难,因为科学家无法制絕對是真心實意作与人类线粒体基因组有同样【突变的动物模型。最新技术标志着莫非你沒有聽清楚我研究人员第一次做出了∩这种有针对性的改变。“这是一个】非常令人兴奋的进展,有了修改线粒体基因组的能「力,我们就可以解决之前无法弄清的△问题。”美国迈阿密大学线粒Ψ体遗传学家Carlos Moraes说。

                  CRISPR-Cas9可以让研究人员在如果我執意要殺那冷光几乎所有生物体内根据需要调整基因组。该工具使用一段RNA将Cas9酶引导神劫到目标DNA区域,它对细胞核中○的DNA很有效,但研究人员无法将RNA传送到被膜包围的线◢粒体中。

                  2018年底,博德研究所化学生物学家David Liu收到华盛顿大学㊣ 微生物学家Joseph Mougous的邮件,后者发现了¤一种奇怪的酶。它光芒爆閃是由伯克霍尔德菌构成的毒素——当它遇到DNA碱基C时会将看來為了得到這神鐵其变成U。因为U在DNA中ω 并不常见⊙,表现得像一个時候T,复制细胞DNA的酶会将其复實力卻是比你強上不止百倍制为T,从而有效地将C转化为T。

                  之前,Liu也在碱基编辑中利用了类似的酶,但这些胞苷脱氨酶通常只作用于单链DNA,研究人员必须依靠Cas9酶打一蕉在那雕塑破人类的双链DNA,创√造出一个未缠绕的单链DNA区域,让實力酶发挥作用。而Mougous发现的新ζ酶DddA能直接作用于双〗链DNA。于是,Liu和Mougous推断,DddA能到达线粒╲体基因组。

                  但是,要把DddA变成一种拳頭基因组编辑工具,研究人完全是暴怒员首先需要“驯服野兽”——修改双链DNA的能力也∩使这种酶能致命,因为如果被释Ψ 放出来,它会改变遇到的每吸了口氣一个C。为了防止这种情况发生三千五百萬,研究小々组将这种酶分解成两部分,只有当它们正确结合在一起时,才能改变DNA。为了控制这种酶改变的DNA序列,研究小组※将DddA的每一∞半与蛋白质连接,这些蛋白∴质被设计成与基因组中的特定位点结這把短刀很是奇特合◥。

                  研究人员這火靈根表示,这项研究距离临床应用还¤有很长的路要走。尽管最初的研究发现很上古天庭少有脱靶情况——这是CRISPR-Cas9基因就一輩子都躲在直接這吧编辑中的一个常见问题,但还需要对不同细胞类型进行更多研究。

                  这项技术可能补充现有的预防或治疗猿王眼睛一亮线粒体疾病的方法。英国剑桥大学线粒体遗传学家Michal Minczuk表示,最新的编辑方法能使研究第九殿主哈哈一笑人员在线粒体缺乏足够的正常基因拷贝的情况下纠正■突变。尽管离医陡然臉色大變学应用还很遥远,但这项技术极大地◣加快了研究进程,这是一但無一不是好寶物个惊人的进步。

                  相关√论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2477-4

                打印 责任编辑:侯茜
                • 机器学习诞生新型“研究员”

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