Ваша мать, возможно, дала Вам глаза, но она, возможно, также дала Вам митохондриальную ДНК, несущую вызывающие болезнь мутации. Исследование у мышей показывает, что два метода могут решительно уменьшить сумму этой потенциально вредной ДНК в яйцах и эмбрионах, таким образом потенциально спася детей от болезней. Методы могли обеспечить альтернативы спорной митохондриальной процедуре замены, которая приведет к так называемым эмбрионам с тремя родителями.Несмотря на то, что исследователи еще не проверили метод в человеческих эмбрионах, работа “беспрецедентна”, говорит молекулярный биолог Михаил Алексеев из университета Южной Алабамы в Мобильном, не связанный с исследованием. “Это – первый раз, когда это было сделано в эмбрионе”.
Митохондрия производит энергию, это приводит клетки в действие. Органеллы несут свою собственную ДНК, отдельную от ядерной ДНК, содержащей большинство генов клетки. Это не их единственная причуда. Вы наследуете свою митохондриальную ДНК от Вашей матери, потому что эмбрион сохраняет только митохондрию, прибывшую из яйца, не спермы.
Однако приблизительно каждая 200-я женщина несет дефектную митохондриальную ДНК, и их дети могут заболеть серьезными или смертельными заболеваниями, такими как циклический рвотный синдром, приводящий к приступам тошноты и усталости и синдрома Ли, в котором младенцы постепенно теряют мышечную силу и контроль.Митохондриальные болезни редки, но они являются неподдающимися обработке до сих пор.
Исследователи следовательно развивают несколько способов выбросить за борт дефектную митохондриальную ДНК или предотвратить ее передачу потомкам, если врачи знают, что мама несет дефекты в этих органеллах. Один метод, митохондриальная заместительная терапия ДНК, включает передачу ядерной ДНК матери от одного из ее яиц в яйцо женщины, у которой есть нормальная митохондриальная ДНК.
Яйцо получателя тогда оплодотворено и внедрено в мать. Однако метод вызвал противоречие. Некоторые ученые подвергают сомнению его безопасность и специалистов по этике, которым возражают, потому что любой произведенный ребенок содержал бы ДНК от трех человек.
Ранее в этом году Соединенное Королевство утвердило процедуру для пациентов, и Управление по контролю за продуктами и лекарствами рассматривает, позволить ли его в США.Вместо того, чтобы обменять плохую митохондрию для хороших, бригада во главе с биологом развития Хуаном Карлосом Исписуой Бельмонте из Института Salk Биологических исследований в Сан-Диего, Калифорния, решила изменить передачу ДНК органелл. Исследователи сначала проверили берег РНК, несущий инструкции для того, чтобы сделать отрезающий ДНК фермент и сегмент адреса, направляющий его к митохондрии.
Вставка берега в клетки побуждает их митохондрию производить фермент, известный как эндонуклеаза ограничения, сокращающая дефектную митохондриальную ДНК и приводящая к ее разрушению.Белмонти Izpisua и коллеги ввели РНК в яйца и ранние эмбрионы мышей, питающих два варианта митохондриальной ДНК, делая их подходящей моделью для испытания сокращения мутации болезни. Фермент нарезает одну разновидность, но оставляет другое неповрежденное. Метод сократил изобилие предназначенной митохондриальной разновидности ДНК в яйцах и эмбрионах, сообщают исследователи сегодня в Клетке.
Чтобы определить, вредил ли метод эмбрионам, исследователи внедрили некоторые из них в самок мыши. Животные родили здоровых щенков, также произведших нормальную молодежь.В этом эксперименте оба вида митохондриальной ДНК были нормальны. Но результаты иллюстрируют, что возможно уменьшить передачу одной митохондриальной разновидности ДНК к следующему поколению.
Метод эндонуклеазы ограничения ограничил бы использование, исследователи отмечают, потому что это работало бы против только одной мутации, происходящей при двух митохондриальных болезнях. Таким образом, они повернулись к второму предназначающемуся для ДНК методу, известному как TALENs, влекущий за собой клетки стимулирования для производства ферментов, сотрудничающих как ножницы для сокращения ДНК.
Исследователи могут настроить эти молекулярные ножницы для разрезания любых митохондриальных последовательностей ДНК, которые они хотят.Когда бригада ввела РНК для ферментов TALENs в яйца мыши, содержавшие два варианта митохондриальной ДНК, это так же снизило уровни одного типа. Чтобы измериться, мог ли бы метод уменьшить вызывающие болезнь митохондриальные мутации, исследователи создали гибридные клетки путем плавления яиц мыши к клеткам человека, питающим любой из двух вызывающих болезнь дефектов. Бригада показала, что метод TALENs решительно уменьшил суммы дефектной ДНК в гибридных клетках.
Клиники изобилия уже имеют экспертные знания для выполнения обеих процедур инъекции РНК, говорит Изпизуа Белмонте. Несмотря на то, что никакой метод не устранил предназначенную ДНК из яиц или эмбрионов, который, вероятно, не необходим, говорит он. Большинство людей, как правило, несет смесь митохондриальных вариантов ДНК и результаты болезни, когда пропорция «плохой» митохондриальной ДНК падает между 60% и 95%. “Мы хотим уменьшить его к ниже уровня для болезней для появления”, говорят Алехандро Окампо, postdoc в лаборатории Изпизуы Белмонте и соавторе на бумаге.
Клетка и молекулярный биолог Джованни Манфреди Вейла Корнелла Медицинский Колледж в Нью-Йорке дают исследованию высокую оценку. “Они могут пропустить сумму ДНК мутанта значительно к уровням, что … вероятность наличия болезни является фактически нулевым”. Он предсказывает, что методы не потянут этические возражения митохондриальной заместительной терапии ДНК потому что “митохондриальные остатки ДНК та из матери”.
Белмонти Izpisua и коллеги уже проверяют, будут ли методы работать и безопасны в человеческих яйцах и эмбрионах, от которых отказываются клиники изобилия.