邁步進(jìn)入新時(shí)代——線(xiàn)粒體基因編輯

有些實(shí)驗用到限制性?xún)惹忻?，有些?shí)驗用到聚合酶鏈式反應這個(gè)技術(shù)，有些實(shí)驗用到基因編輯技術(shù)，而生命的藍圖，在CRISPR 基因編輯技術(shù)的成功應用后，變得更加美麗。一直向前走，越過(guò)活細胞全面基因編輯，越過(guò)個(gè)體全面基因編輯，回到線(xiàn)粒體基因組編輯，顯得滯后。

線(xiàn)粒體，細胞的“能量工廠(chǎng)"，線(xiàn)粒體DNA的長(cháng)度，剛好16569bp,擁有37個(gè)基因，編碼13種蛋白,它們參與了細胞的能量代謝。由于線(xiàn)粒體在能量穩態(tài)中的重要作用，線(xiàn)粒體 DNA 中的點(diǎn)突變就可導致發(fā)育障礙、神經(jīng)肌肉疾病、癌癥進(jìn)展等等多種嚴重疾病。目前 線(xiàn)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(xiàn)粒體的遞送方法的限制，使得現有的基因組編輯工具難以應用，例如基于 CRISPR 的基因編輯工具，因為 gRNA 無(wú)法有效導入線(xiàn)粒體，導致其無(wú)法編輯線(xiàn)粒體 DNA。此外，因為缺乏線(xiàn)粒體基因編輯工具，也導致了現在非常缺乏研究線(xiàn)粒體 DNA 突變的動(dòng)物模型，這極大地限制了對線(xiàn)粒體遺傳病的研究和治療。因此，開(kāi)發(fā)針對線(xiàn)粒體 DNA 的基因編輯工具一直是線(xiàn)粒體遺傳學(xué)領(lǐng)域的長(cháng)期目標。在線(xiàn)粒體 DNA 中精確誘導堿基突變，有助于解釋這些突變在發(fā)病機制中的作用，也可作為相應的治療方法。

2022年4月25日，韓國基礎科學(xué)研究院金鎮秀（Jin-Soo Kim）團隊在 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(kāi)發(fā)了一種新型線(xiàn)粒體堿基編輯平臺——轉錄激活因子樣效應物連接的脫氨酶（TALED），實(shí)現了在線(xiàn)粒體中進(jìn)行 A to G 的堿基轉換，為基因編輯補上了最后一塊缺失的拼圖。大大擴展了當前對線(xiàn)粒體基因編輯的范圍，不僅可以用于建立線(xiàn)粒體疾病模型，還可以用來(lái)治療線(xiàn)粒體遺傳疾病。