TALENs首次用于线粒体基因的编辑

　　

生物通报道 美国的研究人员开发出一种新方法来清除线粒体内的突变DNA，从而有望治疗多种线粒体病。据介绍，这也是TALENs技术首次用于线粒体基因的编辑。这项研究成果于8月4日在线发表在《Nature Medicine》上。

线粒体病通常是由突变的线粒体DNA（mtDNA）引起的，在大部分情况下它与野生型mtDNA共同存在，导致mtDNA异质性。常见的线粒体病包括线粒体肌病、线粒体脑病和线粒体脑肌病，如Leber遗传性视神经病（LHON）。这种疾病的主要症状为视神经退行性病变，在男性中较多见。

在这项研究中，迈阿密大学米勒医学院的研究人员探索了转录激活因子样（TAL）效应物，同时在寻找修复线粒体基因缺陷的新策略。他们尝试了TAL效应物核酸酶（TALENs）这种基因编辑的新方法。

研究人员在实验室中使用细胞来设计线粒体靶向的TALENs（mitoTALENs），来结合并切割线粒体DNA，正是这段基因中的一个突变引起了LHON。他们随后检测了mitoTALENs是否清除了mtDNA。分析结果表明，细胞中总的mtDNA暂时下降，这是由于突变mtDNA的下降。

文章的通讯作者，神经和细胞生物学教授Carlos T. Moraes博士表示：“一旦mitoTALENs与特定靶点的DNA结合并切割，突变的mtDNA就被降解。总的mtDNA的下降刺激细胞通过复制未受影响的分子来增加其mtDNA。两周之后，mtDNA水平恢复正常。但由于突变的mtDNA被破坏，细胞中大部分为正常的mtDNA。”

Moraes博士提到，清除细胞中的大部分但并非全部突变mtDNA已足以治疗多种线粒体病，因为只有当突变mtDNA占了80%以上时，它才会引起疾病的症状。研究人员计划下一步在动物中检验这种方法。

TALENs作为一种全新的基因组编辑工具，近年来引起了人们的极大兴趣。与ZFN相比，它更便宜，更高效，脱靶率低。利用这种技术，研究人员已经开发出多种疾病的动物模型，有助于疾病的分子机制研究。（生物通 薄荷）

原文检索：

Specific elimination of mutant mitochondrial genomes in patient-derived cells by mitoTALENs

Nature Medicine (2013) doi:10.1038/nm.3261