Az emberi test legtöbb sejtjének két genetikai könyvtára van; az egyik a magban és a másik belső struktúrák, úgynevezett mitokondriumok.
Több kutatócsoport együttes erőfeszítései olyan folyamathoz vezettek, amely egy napon lehetővé teszi a tudósok számára, hogy megváltoztassák az utasításokat, amelyek egy sejt “másik” genomját alkotják, és potenciálisan számos betegséget kezelhetnek.
Ennek a forradalmian új génszerkesztő eszköznek a molekuláris alapja a DddA-toxin, amelyet a Burkholderia cenocepacia baktérium szekretál, hogy más mikrobákat elpusztítson, amikor az erőforrásokkal kapcsolatos verseny súlyosbodik.
A washingtoni egyetem kutatói egy ideje érdeklődtek a toxin iránt, és úgy találták, hogy a citozinnak nevezett nukleinsav bázist egy másik, az RNS-ben általánosan megtalálható uracil néven alakítja.
A kutatók nem ez az első alkalom, hogy bakteriális fegyverekkel forduljanak a dolgokhoz, amelyek arra utalnak, hogyan kell a DNS-t ilyen módon beállítani. Valójában az úgynevezett deamináz enzimek egy egész családját már felhasználták a géntechnikában.
Az MIT kutatócsoportja kombinálta a deamináz-t a kódcserével a CRISPR technológiával, ami egy szekvencia azonosítására RNS-sablon használatát, majd enzimek felhasználását a változtatásokhoz.
Ez nem túl nagy probléma, ha változtatásokat szeretne végrehajtani a DNS-szálak lemásolása során, ami olyan barátságos, mint egy sejtmagja. Az RNS-sablonok megváltoztatása a szelektív mitokondriális membránon azonban nem könnyű.
Ennek oka az a tény, hogy több mint egy milliárd évvel ezelőtt a mitokondriumok maguk is szervezetek voltak, és az idő múlásával fejlődtek, megosztva a felelősséget a glükóz lebontásáért a sejtekkel.
Promóciós videó:
Szerencsére a DddA toxinnak egyedülálló képessége volt a DNS mindkét szálának megváltoztatására, előkészítve az utat a CRISPR-hez és annak nehézkes RNS-templátjához a megváltoztatni kívánt szekvencia megcélzásának alternatív módszerei mellett.
Az enzimek ezen osztálya adaptálható specifikus nukleinsavakódok keresésére és elválasztására. Éppen amire szükség van egy toxin bejuttatásához, amely helyettesíti a citozint.
A DddA-val együtt egy speciálisan kialakított enzim megtalálhatja a célszekvenciát a mitokondriumokban, és bármilyen citozint átalakíthat uracilmá, amelyet később hasonló DNS-specifikus gerincré alakítanak, amit timinnek hívnak.
Ugyanúgy, ahogy a nukleáris DNS mutációi egészségi állapotok sokféleségét okozhatják, a mitokondriális gének mutációi szintén problémát okozhatnak, érintve az agy fejlődésétől az izomnövekedéstől, az energiaszintet, az anyagcserét és az immunitást.
A kutatást a Nature folyóiratban teszik közzé.