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破译上帝之手基因编辑系统的神奇毒物

时间:2022-01-02 21:34:34

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破译上帝之手基因编辑系统的神奇毒物

读天书说人话,换个角度聊热点。

老百姓有句俗话“爹怂怂一个,娘怂怂一窝”。这个从智力层面来说不一定,但是从运动能力来说可能有一定道理。因为我们遗传父母基因并不均匀,细胞核染色体里边的DNA确实基本是双亲各出一半,包含着大约两万个基因。

然而,每个细胞内,除了染色体外,线粒体也包含37个基因。虽然数量稀少,但是十分关键,因为线粒体是细胞的发动机,提供生命最基本的能量。然而就是这么重要的线粒体DNA,偏偏只从母亲遗传。所以考察运动员苗子,需要看看她/他的母亲和外婆。

那么问题来了,这37个基因历经千挑万选,都是非常重要,容不得太多变化,以至于跳过了有性生殖的组合。但是一旦发生有害突变,就很容易造成重大疾病,从耳聋,视神经萎缩、肌肉疾病到癌症、帕金森、糖尿病、心脏病等。

CRISPR–Cas9是近年来横空出世的基因编辑工具,通过对人体进行“转基因”操作,可以让先天基因缺陷的患者获得一线生机。如此神器在线粒体里却没法施展,主要是Cas9蛋白需要有个RNA在前边引路,这个RNA被线粒体里边千沟万壑的结构搞得转运不顺畅。

峰回路转,,华盛顿大学微生物学家Joseph Mougous团队发现了一个“奇怪”的酶。其实是由伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cenocepacia)产生的一种生物毒素(DddA)。此毒的工作原理是把DNA胞嘧啶(C)转成尿嘧啶(U),然后在转换成胸腺嘧啶(T)。回忆下初中知识,A配T,C配G,这一改变可就能实现各种修改了。

美国Broad研究所David Liu(刘如谦)在这个基础上,想到既然这个毒物可以免除CRISPR系统,那岂不是能直接编辑线粒体DNA了。随即开始实验,7月8日发表在《Nature》杂志上。

这只是早期细胞学研究,距离临床还早,不过未来的线粒体病人,主要是小朋友了,还是看到了光明的未来。

说到这,喵咖又腹黑了,如果线粒体基因能够编辑,那还要啥兴奋剂啊。只要稍加改造提高能量供应,在体育比赛中就是碾压优势。以后奥运会除了验尿,还要基因测序了。

引文:

1. Abacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial baseediting /articles/s41586-020-2477-4

2.Reproductivemedicine: The power of three /news/reproductive-medicine-the-power-of-three-1.15253

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