Protofection

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

Protofection คือการ transfection อาศัยโปรตีน (protein-mediated) ของดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย (mtDNA) จากภายนอกไปยังไมโทคอนเดรียของเซลล์ในเนื้อเยื่อเพื่อเสริมหรือแทนที่ดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียที่มีอยู่แล้ว จีโนมที่สมบูรณ์หรือเศษเสี้ยวของ mtDNA ที่เกิดจากปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสสามารถถ่ายโอนไปยังไมโทคอนเดรียเป้าหมายได้โดยใช้เทคนิคโพรโทเฟกชัน[1]

นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งสมมติฐานในช่วงเวลาสองสามทศวรรษที่ผ่านมาว่าเทคนิคโพรโทเฟกชันสามารถใช้ประโยชน์สำหรับผู้ป่วยโรคเกี่ยวกับไมโทคอนเดรีย เทคนิคนี้มีการพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เมื่อดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียได้รับความเสียหายมากขึ้นเรื่อย ๆ ตามอายุ เทคนิคนี้อาจเป็นวิธีการที่อย่างน้อยทำให้ไมโทคอนเดรียในเนื้อเยื่อที่ชรากลับสู่สภาพเดิมบางส่วน, ฟื้นฟูไมโทคอนเดรียให้กลับมาดังเดิม หรือกลับมาทำงานในสภาพอ่อนเยาว์[2][3][4]

วิธีการ[แก้]

โพรโทเฟกชัน เป็นเทคนิคที่กำลังพัฒนาปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ประกอบด้วยการสร้างระบบการถ่ายโอนโปรตีนจำเพาะซึ่งเป็นสารเชิงซ้อนของ mtDNA ช่วยให้ mtDNA สามารถเคลื่อนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เป้าหมายและกำหนดไมโทคอนเดรียเป้าหมายเฉพาะ ระบบการถ่ายโอนที่ใช้ประกอบด้วยโดเมนการถ่ายโอนโปรตีน (protein transduction domain), ลำดับพันธุกรรมเฉพาะที่ของไมโทคอนเดรีย และแฟกเตอร์เอของการถอดรหัสไมโทคอนเดรีย (mitochondrial transcription factor A) สิ่งเหล่านี้มีบทบาทเฉพาะในเทคนิคโพรโทเฟกชัน:

  • จำเป็นต้องมีโดเมนการถ่ายโอนโปรตีนเนื่องจากมีบริเวณเล็ก ๆ เท่านั้นที่โปรตีนสามารถข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างอิสระ
  • ลำดับพันธุกรรมเฉพาะที่ของไมโทคอนเดรียที่จำเพาะสำหรับเทคนิคโพรโทเฟกชันซึ่งอนุญาตให้ mtDNA สามารถเข้าสู่ไมโทคอนเดรีย
  • แฟกเตอร์เอของการถอดรหัสไมโทคอนเดรีย จะทำการคลี่ mtDNA ที่เข้าสู่ไมโทคอนเดรีย ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการจำลองแบบดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย

กระบวนการนี้สามารถนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของจำนวน mtDNA ที่มีอยู่ในไมโทคอนเดรียของเซลล์เป้าหมาย[5]

ระบบการถ่ายโอนได้รับการปรับแต่งและปรับเปลี่ยนตั้งแต่เริ่มมีการใช้เทคนิคโพรโทเฟกชันในครั้งแรก ในการย่อชื่อของสารเชิงซ้อนที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้เรียกว่า PTD-MLS-TFAM แต่ในปัจจุบันเปลี่ยนเป็น MTD-TFAM โดย MTD ย่อมาจากโดเมนการถ่ายโอนไมโทคอนเดรีย (mitochondrial transduction domain) และรวมถึงโดเมนการถ่ายโอนโปรตีนและลำดับพันธุกรรมเฉพาะที่ของไมโทคอนเดรีย[6]

ความเป็นไปได้ในการใช้รักษา[แก้]

สมมติฐานหนึ่งสำหรับโรคเกี่ยวกับไมโทคอนเดรียคือความเสียหายและความผิดปกติของไมโทคอนเดรียมีบทบาทสำคัญในการแก่ชรา โพรโทเฟกชันอยู่ในขั้นตอนวิจัยว่าเป็นเทคนิคในห้องปฏิบัติการที่เป็นไปได้สำหรับสร้างการบำบัดด้วยยีนสำหรับโรคเกี่ยวกับไมโทคอนเดรียที่สืบทอดทางพันธุกรรม เช่น โรคเส้นประสาทตาเลเบอร์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม (Leber's hereditary optic neuropathy) การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโพรโทเฟกชันสามารถนำไปสู่การฟื้นฟูการทำงานของไมโทคอนเดรียที่ดีขึ้นในเซลล์เป้าหมาย[7][8]

เทคนิคโพรโทเฟกชันสามารถนำไปใช้กับไมโทคอนเดรียดัดแปลงหรือไมโทคอนเดรียสังเคราะห์ ไมโทคอนเดรียสามารถถูกปรับเปลี่ยนเพื่อให้ผลิตอนุมูลอิสระเพียงเล็กน้อยหรือไม่ผลิตเลย โดยไม่กระทบต่อการผลิตพลังงาน การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าการปลูกถ่ายไมโทคอนเดรียอาจเป็นประโยชน์ในการทำให้เนื้อเยื่อที่ตายแล้วหรือที่กำลังจะตายกลับสู่สภาพเดิม เช่น ในภาวะหัวใจวาย ซึ่งไมโทคอนเดรียเป็นส่วนแรกของเซลล์ที่ตาย[9]

อ้างอิง[แก้]

  1. ↑ Khan, Shaharyar M.; Bennett, James P. (1 สิงหาคม 2004). "Development of Mitochondrial Gene Replacement Therapy" (PDF). Journal of Bioenergetics and Biomembranes (ภาษาอังกฤษ). 36 (4): 387–393. doi:10.1023/B:JOBB.0000041773.20072.9e. PMID 15377877. S2CID 25674350.
  2. ↑ Khan, Shaharyar M.; Bennett Jr., James P. (August 2004). "Development of Mitochondrial Gene Replacement Therapy". Journal of Bioenergetics and Biomembranes. 36 (4): 387–393. doi:10.1023/b:jobb.0000041773.20072.9e. ISSN 0145-479X. PMID 15377877. S2CID 25674350.
  3. ↑ Khan, Shaharyar M.; Bennett, James P. (1 สิงหาคม 2004). "Development of Mitochondrial Gene Replacement Therapy" (PDF). Journal of Bioenergetics and Biomembranes (ภาษาอังกฤษ). 36 (4): 387–393. doi:10.1023/B:JOBB.0000041773.20072.9e. PMID 15377877. S2CID 25674350.
  4. ↑ Aravintha Siva, M.; Mahalakshmi, R.; Bhakta-Guha, Dipita; Guha, Gunjan (1 พฤษภาคม 2019). "Gene therapy for the mitochondrial genome: Purging mutations, pacifying ailments". Mitochondrion (ภาษาอังกฤษ). 46: 195–208. doi:10.1016/j.mito.2018.06.002. PMID 29890303. S2CID 48356579.
  5. ↑ Khan, Shaharyar M.; Bennett Jr., James P. (สิงหาคม 2004). "Development of Mitochondrial Gene Replacement Therapy". Journal of Bioenergetics and Biomembranes. 36 (4): 387–393. doi:10.1023/b:jobb.0000041773.20072.9e. ISSN 0145-479X. PMID 15377877. S2CID 25674350.
  6. ↑ Keeney, Paula M.; Quigley, Caitlin K.; Dunham, Lisa D.; Papageorge, Christina M.; Iyer, Shilpa; Thomas, Ravindar R.; Schwarz, Kathleen M.; Trimmer, Patricia A.; Khan, Shaharyar M.; Portell, Francisco R.; Bergquist, Kristen E.; Bennett, James P. (2009). "Mitochondrial Gene Therapy Augments Mitochondrial Physiology in a Parkinson's Disease Cell Model". Human Gene Therapy. 20 (8): 897–907. doi:10.1089/hum.2009.023. PMC 2829286. PMID 19374590.
  7. ↑ Iyer, Shilpa (March 2013). "Novel Therapeutic Approaches for Leber's Hereditary Optic Neuropathy". Discovery Medicine. 15 (82): 141–149. ISSN 1539-6509. PMC 5652312. PMID 23545042.
  8. ↑ Rao, Raj R.; Iyer, Shilpa (2015). "Stem Cells, Neural Progenitors, and Engineered Stem Cells". Neuronal Cell Death. Methods in Molecular Biology. Vol. 1254. pp. 255–267. doi:10.1007/978-1-4939-2152-2_19. ISBN 978-1-4939-2151-5. PMC 5642280. PMID 25431071.
  9. ↑ Kolata, Gina (10 กรกฎาคม 2018). "Dying Organs Restored to Life in Novel Experiments". New York Times. สืบค้นเมื่อ 11 กรกฎาคม 2018.

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]

Stub icon

บทความชีววิทยานี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล

เข้าถึงจาก "https://th.wikipedia.org/w/index.php?title=Protofection&oldid=10002935"