Срочные новости раздела
Разработан новый метод редактирования митохондриальной ДНК

Разработан новый метод редактирования митохондриальной ДНК

Корейские ученые разработали новую платформу для редактирования генов – TALED. С ее помощью они смогли поменять аденин на гуанин – азотистые основания ДНК – в митохондриях, сообщает Институт фундаментальных наук. Это открытие позволит лечить некоторые генетические заболевания человека.

Схема работы TALED. Сначала аденин дезаминируется до инозина, затем инозин превращается в гуанин путем репарации или репликации ДНК. ©  Steven McDowell/Shutterstock

Митохондрии представляют собой крошечные органеллы в клетках, которые служат фабриками по производству энергии. У них свой собственных геном. Мутации в митохондриальной ДНК вызывают серьезные генетические заболевания, связанные с энергетическим обменом: например, наследственную оптическую нейропатию Лебера (LHON), вызывающую внезапную слепоту на оба глаза, или митохондриальную энцефаломиопатию с лактоацидозом и инсультоподобными эпизодами (MELAS), которая медленно разрушает мозг пациента. Некоторые исследования даже предполагают, что аномалии в митохондриальной ДНК также могут быть причиной дегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и мышечная дистрофия.

Митохондриальный геном наследуется по материнской линии. Известно 90 точечных мутаций митохондриальной ДНК, вызывающих болезни. Многие существующие инструменты редактирования генома нельзя было использовать в митохондриях. Например, «молекулярными ножницами» CRISPR-Cas нельзя редактировать мутации в этой органелле, поскольку направляющая РНК не может проникнуть в саму митохондрию. Кроме того, не хватает животных моделей этих митохондриальных заболеваний.

Новая технология TALED позволяет преодолеть эти сложности. «Редактор» включает в себя три разных компонента. Первый компонент представляет собой эффектор, подобный активатору транскрипции (TALE), который способен нацеливаться на последовательность ДНК. Вторым компонентом является TadA8e –адениндезаминаза, которая облегчает превращение аденина в гуанин. Третий компонент, DddAtox , – это цитозиндезаминаза, которая делает ДНК более доступной для TadA8e.

Одним из интересных аспектов TALED является способность TadA8e выполнять редактирование A – G в митохондриях, которые обладают двухцепочечной ДНК (dsDNA). Это загадочное явление, поскольку TadA8e — это белок, характерный только для одноцепочечной ДНК. Никто раньше не думал использовать TadA8e для редактирования оснований в митохондриях, отмечают авторы работы. И предполагают, что DddAtox позволяет сделать двухцепочечную ДНК доступной за счет кратковременного раскручивания двойной цепи. Это позволяет TadA8e, сверхбыстродействующему ферменту, быстро вносить необходимые изменения.

Группа показала, как работает новая технология, создав единственный клеточный клон, содержащий желаемые модификации митохондриальной ДНК (мтДНК). Кроме того, было обнаружено, что TALED не являются цитотоксическими и не вызывают нестабильности мтДНК. Кроме того, «ножницы» TALED не затронули ядерную ДНК. Теперь исследователи стремятся усовершенствовать технологию, повысив эффективность и специфичность редактирования. В конечном итоге это позволит исправлять вызывающие болезни мутации мтДНК у эмбриона, плода, новорожденного или взрослого пациента. Группа также занимается разработкой TALED, подходящих для редактирования оснований в ДНК хлоропластов, которая кодирует важные гены фотосинтеза у растений.

Статья опубликована в журнале Cell Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Биологи Московского университета выяснили, что активные формы кислорода контролируют прорастание пыльцы и оплодотворение цветковых растений. Такие молекулы крайне охотно окисляют различные
подробнее...

Ученые эксперимента ALICE на Большом Адроном Коллайдере произвели первые в истории науки прямые наблюдения за так называемым эффектом «конуса смерти», который представляет собой проявление теории
подробнее...

Исследовательская группа под руководством ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) описала возможный биологический механизм, связывающий два заболевания, при котором рак молочной
подробнее...

Американские ученые выяснили, как небольшие генетические изменения позволили электрическим рыбам развить электрические органы. Открытие может помочь исследователям определить генетические мутации,
подробнее...

Работа примерно половины антибиотиков основана на том, что они подавляют активность рибосом, синтезирующих необходимые для жизни клетки белки. Однако рибосомы у грибков и человека очень похожи,
подробнее...

Коллаборация исследователей при участии специалистов Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ представила новый способ борьбы с трудноизлечимой меланомой. Ученые обнаружили, что одна из форм
подробнее...

Немецкие физики применили технику времяпролетной визуализации к вырожденному атомному ферми-газу в оптической ловушке для исследования механизма образования атомами куперовских пар. Спаривание
подробнее...

Исследователи из Бостонского колледжа (США) обнаружили новую частицу — так называемую аксиальную моду Хиггса. Материалы, содержащие эту частицу, могут служить квантовыми датчиками для оценки других
подробнее...

Палеонтологи изучили покровы хорошо сохранившегося экземпляра пситтакозавра и обнаружили у него пупочный рубец (фактически пупок), как у некоторых крокодилов и ящериц. Это первая находка пупка среди
подробнее...

Физики превратили пару кристаллов времени в искусственный кубит с эффектом обратной связи и исследовали его динамику. Сами кристаллы представляли собой магнонные конденсаты, сформированные в жидком
подробнее...

Команда ученых из ВШЭ, Сколтеха, МПГУ, МИСИС создала нанофотонный микрофлюидный сенсор, потенциально применимый для диагностики, сопровождения и оценки эффективности лечения онкологических
подробнее...

Биоинформатики ИТМО разработали сервис для анализа клеточного метаболизма — биохимических реакций, отвечающих за жизнедеятельность клеток, — Shiny GATOM. В отличие от аналогов предложенный инструмент
подробнее...

Сингапурские физики сообщили о первом успешном пленении нейтральных атомов индия в магнитооптической ловушке. Для этого они использовали их лазерное охлаждение с метастабильного состояния. В
подробнее...

Коллаборация MicroBooNE подвела итоги нескольких лет работы по проверке гипотезы о том, что причиной аномального сигнала детектора MiniBooNe стал избыток электронных нейтрино. Три разные группы
подробнее...

Ученые Института математических проблем биологии РАН (Пущино) провели компьютерное исследование структурных и физических свойств самоорганизующихся пептидных нанотрубок на основе дипептида
подробнее...

Научная группа из Сколтеха и Сеченовского университета напечатала на 3D-принтере образцы из пористого сплава железа и кремния — создатели считают этот материал перспективным для дизайна костных
подробнее...

Международный коллектив, объединивший исследователей из разных областей, среди которых и антрополог МГУ, исследовал ДНК из семи захоронений кыргызстанских кладбищ Кара-Джигач и Бурана, где,
подробнее...

Новое исследование британских ученых раскрывает механизм, с помощью которого гены, кодирующие подмножество длинных некодирующих РНК, взаимодействуют с соседними генами, регулируя развитие и функцию
подробнее...