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二号站平台从果蝇基因中发现的线粒体疾病的潜在新治疗方法

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剑桥大学戈登研究所的研究人员发现了一种方法,可以通过靶向果蝇体内的一种蛋白质来逆转线粒体基因致病突变的影响。这项研究为开发一种更有效的治疗人类线粒体疾病的方法带来了希望,而治愈线粒体疾病的方法仍然难以找到。
 
线粒体疾病的影响
 
线粒体疾病,也被称为“mito”,二号站平台指的是一组由线粒体突变引起的疾病。线粒体是细胞的能量来源,提供细胞所需的几乎所有能量。线粒体有自己的DNA,编码产生能量所需的蛋白质。
 
在一个细胞中,有两个核DNA副本,它们为整个有机体提供指令,但线粒体DNA (mtDNA)有成百上千个副本。mtDNA在发育过程中不断复制,可能会发生突变,这意味着一个人可以同时携带健康的和突变的两个版本,相互竞争。
 
有些突变是有害的,当这些突变大量增加,达到60-80%左右,它们会破坏正常的线粒体功能,此时,疾病的症状就出现了。更重要的是,如果这些突变也存在于母亲的卵子中,那么它们就能遗传给下一代。
 
研究发现,线粒体dna中大约有350个突变会导致线粒体疾病。症状多种多样,但可能包括癫痫、疲劳、视力和听力丧失、认知障碍、呼吸问题或生长不良。这种疾病可以影响身体的任何器官和系统,有时甚至是致命的。
 
此外,它也很难诊断,因为它的症状经常重复那些其他疾病。最近的数据估计,每5000人中就有一人患有线粒体疾病,目前还没有治愈这种疾病的方法。我们迫切需要新的有效的治疗方法。
 
核DNA可以影响线粒体基因组的表达
 
剑桥大学(University of Cambridge)古尔登研究所(Gurdon Institute)的科学家本月发表了一篇论文,展示了他们如何在果蝇身上建立了一个模型,以了解大量突变的mtDNA是如何随时间变化的。
 
到目前为止,人们对健康线粒体基因组和突变线粒体基因组之间的竞争机制知之甚少,尽管这是线粒体疾病发生的关键潜在特征。
 
在这项研究中,研究人员创造了“三亲果蝇”,利用微小的工具将遗传信息传递给果蝇,2号站这些果蝇从另一位母亲那里继承了一些mtDNA。这些果蝇携带一个健康的线粒体基因组和一个突变的线粒体基因组。这些基因组通常是平衡的、协同传播的,但核DNA的变化可以改变这种平衡,使之有利于一个基因组而不利于另一个基因组。
 
科学家利用“基因筛”测量了两个线粒体基因组中每个核基因的影响,发现有几个核基因有能力降低有害线粒体基因组在发育过程中或后代中传递的几率。
 
科学家鉴定了一种编码mtDNA聚合酶的基因,它是能够限制线粒体基因组突变影响的核基因之一。MtDNA聚合酶能有效地将健康MtDNA的比例从20%提高到75%,具有消除疾病症状的作用。
 
这项研究很可能对线粒体疾病相关知识的进步具有不可估量的价值,并有望为目前无法治愈的疾病开发新的有效疗法。核基因活动可以限制甚至消除潜在的有害mtDNA突变,这一关键发现可能会激发利用这一系统逆转线粒体疾病症状的新疗法。

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