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    美國的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新方法來(lái)清除線(xiàn)粒體內的突變DNA,從而有望治療多種線(xiàn)粒體病。據介紹，這也是TALENs技術(shù)首次用于線(xiàn)粒體基因的編輯。這項研究成果于8月4日在線(xiàn)發(fā)表在《Nature Medicine》上。

    日前，邁阿密大學(xué)米勒醫學(xué)院（University of Miami Miller School of Medicine）的研究人員利用TAlENs技術(shù)首次清除線(xiàn)粒體內的突變DNA,以使得突變的線(xiàn)粒體DNA下降了，這項研究有望用于治療母系遺傳的線(xiàn)粒 體病。研究成果發(fā)表在《Nature Medicine》上。

    線(xiàn)粒體病通常是由突變的線(xiàn)粒體DNA（mtDNA）引起的，在大部分情況下它與野生型mtDNA共同存在，導致mtDNA異質(zhì)性。常見(jiàn)的線(xiàn)粒體病包括線(xiàn)粒體肌病、線(xiàn)粒體腦病和線(xiàn)粒體腦肌病，如Leber遺傳性視神經(jīng)病（LHON）。這種疾病的主要癥狀為視神經(jīng)退行性病變，在男性中較多見(jiàn)。

    TALENs技術(shù)路線(xiàn)圖

    TALENs清除突變的線(xiàn)粒體基因

    在這項研究中，邁阿密大學(xué)米勒醫學(xué)院的研究人員探索了轉錄激活因子樣（TAL）效應物，同時(shí)在尋找修復線(xiàn)粒體基因缺陷的新策略。他們嘗試了TAL效應物核酸酶（TALENs）這種基因編輯的新方法。

    研究人員在實(shí)驗室中使用細胞來(lái)設計線(xiàn)粒體靶向的TALENs（mitoTALENs），來(lái)結合并切割線(xiàn)粒體DNA,正是這段基因中的一個(gè)突變引起了LHON.他們隨后檢測了mitoTALENs是否清除了mtDNA.分析結果表明，細胞中總的mtDNA暫時(shí)下降，這是由于突變mtDNA的下降。

    文章的通訊作者，神經(jīng)和細胞生物學(xué)教授Carlos T. Moraes博士表示："一旦mitoTALENs與特定靶點(diǎn)的DNA結合并切割，突變的mtDNA就被降解。總的mtDNA的下降刺激細胞通過(guò)復制未受影響的分子來(lái)增加其mtDNA.兩周之后，mtDNA水平恢復正常。但由于突變的mtDNA被破壞，細胞中大部分為正常的mtDNA."

    Moraes博士提到，清除細胞中的大部分但并非全部突變mtDNA已足以治療多種線(xiàn)粒體病，因為只有當突變mtDNA占了80%以上時(shí)，它才會(huì )引起疾病的癥狀。研究人員計劃下一步在動(dòng)物中檢驗這種方法。

    TALENs是近年來(lái)發(fā)展迅速的編輯基因

    TALENs作為一種全新的基因組編輯工具，近年來(lái)引起了人們的極大興趣。與**N相比，它更便宜，更高效，脫靶率低。利用這種技術(shù)，研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種疾病的動(dòng)物模型，有助于疾病的分子機制研究。

    在研發(fā)TALENs技術(shù)過(guò)程中，科研人員發(fā)現來(lái)自植物病原菌Xanthomonas中的TAL蛋白核酸結合域的氨基酸序列與其靶位點(diǎn)的核酸序列有較恒定的對應關(guān)系。利用此恒定對應關(guān)系，構建與核酸內切酶的融合蛋白，在特異位點(diǎn)打斷目標基因組DNA序列，從而可在該位點(diǎn)進(jìn)行DNA編輯修飾操作，比如knock-out、knock-in、堿基替換、點(diǎn)突變或者基因修飾等。該技術(shù)能識別任意目標基因序列，不受上下游序列影響等問(wèn)題，因此使得基因操作更加簡(jiǎn)單方便。