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使用RNA导入修复人类线粒体中的突变

<p>RNA进口第一次,科学家们已经能够通过靶向校正RNA来确定纠正人类线粒体DNA突变的方法</p><p>已发表的报告描述了多核苷酸磷酸化酶(PNPASE)在调节RNA进入线粒体和减少PNPASE中的作用</p><p> ,未加工的线粒体编码RNA积累,蛋白质翻译被抑制,能量产生受损,导致细胞生长停滞加州大学洛杉矶分校干细胞中心和化学与生物化学,病理学和实验室医学部门的研究人员首次发现,通过靶向矫正RNA来纠正人线粒体DNA突变的一种通用方法,这一发现对治疗大量线粒体疾病具有影响人类线粒体基因组中的突变与神经肌肉疾病,代谢缺陷和衰老有关目前尚无成功修复的方法或补偿这些突变该研究的共同资深作者Michael Teitell博士说,他是病理学和实验室医学教授,也是加州大学洛杉矶分校Eli和Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心的研究员</p><p>美国每年有1,000到4,000名儿童出生根据支持线粒体疾病研究的非营利组织Mito Action,线粒体疾病和美国每4,000名儿童中就有一人会在10岁时患上线粒体疾病</p><p>在成人中,许多衰老疾病都与缺陷有关线粒体功能,包括糖尿病,帕金森病,心脏病,中风,阿尔茨海默病和癌症“我认为这是一个可以改变这一领域的发现,”Teitell说:“我们一直在寻找这样做很长一段时间,我们有一个非常合理的方法,但缺少一些关键步骤现在我们已经开发了这种方法,下一步是显示我们可以在人类细胞系中做什么机智h突变体线粒体可以转化为动物模型,并最终转化为人类“该研究今天出现在同行评审的期刊中,美国国家科学院院刊”目前的研究建立在2010年发表在同行评审期刊Cell上的先前研究中,其中,Teitell,化学和生物化学教授Carla Koehler以及广泛的干细胞研究中心科学家及其团队发现了一种必需蛋白质的作用,该蛋白质可以将RNA导入线粒体,这是一种能量产生的“发电厂”</p><p>细胞线粒体被描述为细胞发电厂,因为它们在细胞内产生大部分能量供应除了提供能量外,线粒体还涉及广泛的其他细胞过程,包括信号传导,分化,死亡,细胞周期控制和生长将细胞核编码的小RNA导入线粒体对于mito的复制,转录和翻译至关重要细胞核基因组,但是将RNA传递到线粒体的机制仍然知之甚少</p><p>细胞研究概述了一种称为多核苷酸磷酸化酶(PNPASE)的蛋白质在调节RNA进入线粒体中的新作用</p><p>降低PNPASE的表达 - 或输出 - 降低RNA导入损害了线粒体基因组编码的RNA的加工减少的RNA加工抑制了维持线粒体电子传递链所需的蛋白质的翻译,在细胞呼吸过程中消耗氧气以产生能量PNPASE减少,未加工的线粒体编码的RNA积累,蛋白质翻译受到抑制,能量产生受损,导致细胞生长停滞目前研究的结果通过补偿导致多种疾病的突变,为线粒体提供了一种基因治疗形式,研究共同资深作者Koehler说</p><p>了解和发展的新途径线粒体疾病的治疗方法,“Koehler说”这有可能产生巨大的影响我们只需要进入下一步“基因疗法通常用于表达可以治疗各种疾病的原因的蛋白质案例中,博士后研究员耿王制定了一项策略,将核中编码的特定RNA分子靶向并导入线粒体,并在那里表达修复线粒体基因突变所需的蛋白质</p><p> 首先,研究小组必须找到一种稳定修复RNA的方法,以便将其转运出细胞核,然后定位到线粒体外膜</p><p>这是通过设计导出序列将RNA导入线粒体来实现的</p><p> RNA位于线粒体表面的运输机器附近,然后需要第二个转运序列将RNA导入目标细胞器中</p><p>通过这两种修饰,广谱的RNA被靶向并导入线粒体,在那里它们在人类线粒体疾病的两种不同细胞系模型中,其功能是修复线粒体呼吸和能量产生的缺陷“这项研究表明,通过添加与PNPASE相互作用的靶向序列,有或没有线粒体,可以将多种RNA靶向线粒体</p><p>定位序列,为克服线粒体遗传提供一种令人兴奋的通用方法这项研究表明,未来,Teitell和Koehler将在小动物模型中测试他们的新方法,以确定他们是否可以修复线粒体缺陷,因为它发生在整个生物体中</p><p>新方法的一个潜在用途也是修复线粒体用于再生医学治疗的重编程,胚胎或成人型干细胞的缺陷这项为期一年的研究得到了加利福尼亚再生医学研究所,美国国立卫生研究院,美国心脏协会以及伊莱和埃迪斯博士中心的支持</p><p>加州大学洛杉矶分校的再生医学和干细胞研究来源:Kim Irwin,加州大学洛杉矶分校新闻室图片:

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