Første musemodel med mitokondriel tRNALeu-mutation udviklet

At studere mitokondriers rolle - de specialiserede strukturer i celler, der er ansvarlige for energiproduktion - i stofskiftesygdomme, har været vanskeligt på grund af mangel på dyremodeller med de nødvendige mitokondrielle mutationer til at observere disse små organeller. Imidlertid har et hold fra University of Tsukuba nu genereret den første musemodel, der bærer en sygdomsassocieret mitokondriel mutation og har vist, at den resulterende sygdom er forårsaget af fejlagtig RNA-behandling. Deres undersøgelse er offentliggjort i Nucleic Acids Research .

Mitokondrier er omgivet af en membran og indeholder en lille mængde af deres eget DNA. Dette mitokondrielle DNA koder for nogle komponenter i det energigenererende maskineri, såvel som gener for både ribosomale RNA'er (komponenter af maskineriet, der laver proteiner) og overførsels-RNA'er, der spiller en nøglerolle i proteinsyntesen. Mutationer i mitokondriegenomet er kendt for at være forbundet med nogle menneskelige lidelser såsom diabetes, neurodegenerative sygdomme, infertilitet og kræft.

Forskere ved University of Tsukuba fusionerede celler, der indeholdt mitokondrier, der bar mutant DNA, men ingen kerne, med embryonale stamceller, der havde fået fjernet alle deres mitokondrier af et lægemiddel kaldet rhodamine 6G, og skabte således en musemodel, der indeholdt A2748G-mutationen. Denne mutation findes i humane patienter, hvor den er kendt som A3302G-mutationen og er en af ​​de almindelige mitokondrielle mutationer, der er forbundet med nogle menneskelige sygdomme, såsom visse neuromuskulære sygdomme, encefalopati (hjerneskade) og stofskiftesygdomme.

Musene, der bar dette mutante mitokondrielle DNA, udviklede metaboliske lidelser, der efterlignede symptomerne vist af humane patienter, der bar den tilsvarende humane mutation. Dette gjorde det muligt for yderligere undersøgelse at afdække den underliggende molekylære mekanisme af den associerede sygdom, som viste, at denne mutation påvirkede behandlingen af ​​RNA'er ved at interferere med proteinsyntesen i de berørte mus.

"Den fejlbehæftede behandling af RNA'et indeholdende A2748G-mutationen førte til et fald i translationen af ​​et protein kendt som ND1," forklarer hovedforfatteren professor Kazuto Nakada. "ND1 er en komponent i et proteinkompleks kendt som Complex 1, det første af fem nøgleproteinkomplekser i processen med energigenerering kendt som oxidativ fosforylering." Den resulterende Complex I-mangel påvirkede funktionen af ​​den cellulære energigenererende vej, som derefter fortsatte med at forårsage mitokondriel dysfunktion og metaboliske forstyrrelser.

Udviklingen af ​​denne model vil åbne nye veje for videnskabelig opdagelse i studiet af mitokondrier og flere sygdomme. + Udforsk yderligere

Fordelene ved træning kan variere meget ved primær mitokondriesygdom