邁步進(jìn)入新時(shí)代——線粒體基因編輯

有些實(shí)驗(yàn)用到限制性內(nèi)切酶，有些實(shí)驗(yàn)用到聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)這個(gè)技術(shù)，有些實(shí)驗(yàn)用到基因編輯技術(shù)，而生命的藍(lán)圖，在CRISPR 基因編輯技術(shù)的成功應(yīng)用后，變得更加美麗。一直向前走，越過(guò)活細(xì)胞全面基因編輯，越過(guò)個(gè)體全面基因編輯，回到線粒體基因組編輯，顯得滯后。

線粒體，細(xì)胞的“能量工廠"，線粒體DNA的長(zhǎng)度，剛好16569bp,擁有37個(gè)基因，編碼13種蛋白,它們參與了細(xì)胞的能量代謝。由于線粒體在能量穩(wěn)態(tài)中的重要作用，線粒體 DNA 中的點(diǎn)突變就可導(dǎo)致發(fā)育障礙、神經(jīng)肌肉疾病、癌癥進(jìn)展等等多種嚴(yán)重疾病。目前 線粒體 DNA 中有90個(gè)已知的致病點(diǎn)突變，約5000人中就有1人患病。然而，由于靶向線粒體的遞送方法的限制，使得現(xiàn)有的基因組編輯工具難以應(yīng)用，例如基于 CRISPR 的基因編輯工具，因?yàn)?gRNA 無(wú)法有效導(dǎo)入線粒體，導(dǎo)致其無(wú)法編輯線粒體 DNA。此外，因?yàn)槿狈€粒體基因編輯工具，也導(dǎo)致了現(xiàn)在非常缺乏研究線粒體 DNA 突變的動(dòng)物模型，這極大地限制了對(duì)線粒體遺傳病的研究和治療。因此，開發(fā)針對(duì)線粒體 DNA 的基因編輯工具一直是線粒體遺傳學(xué)領(lǐng)域的長(zhǎng)期目標(biāo)。在線粒體 DNA 中精確誘導(dǎo)堿基突變，有助于解釋這些突變?cè)诎l(fā)病機(jī)制中的作用，也可作為相應(yīng)的治療方法。

2022年4月25日，韓國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究院金鎮(zhèn)秀（Jin-Soo Kim）團(tuán)隊(duì)在 Cell 發(fā)表了題為：Targeted A-to-G base editing in human mitochondrial DNA with programmable deaminases 的研究論文。該研究開發(fā)了一種新型線粒體堿基編輯平臺(tái)——轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物連接的脫氨酶（TALED），實(shí)現(xiàn)了在線粒體中進(jìn)行 A to G 的堿基轉(zhuǎn)換，為基因編輯補(bǔ)上了最后一塊缺失的拼圖。大大擴(kuò)展了當(dāng)前對(duì)線粒體基因編輯的范圍，不僅可以用于建立線粒體疾病模型，還可以用來(lái)治療線粒體遺傳疾病。