पहला ऑलोटोपिक अभिव्यक्ति चूहे परीक्षण योजना बनाई

माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका के "ऊर्जा स्टेशन" हैं, जो प्राचीन सहजीवी बैक्टीरिया के वंशज हैं। उन्होंने माइटोकॉन्ड्रिया के कामकाज के लिए आवश्यक बैक्टीरिया जीनोम एन्कोडिंग तेरह जीनों का एक छोटा सा टुकड़ा बरकरार रखा। विकास के दौरान अधिकांश अन्य जीन कोशिका नाभिक में पारित हो गए, क्योंकि माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका में अधिक से अधिक एकीकृत हो गया। दुर्भाग्य से, माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए परमाणु डीएनए की तुलना में नुकसान के लिए अधिक प्रवण है, और क्षति के कुछ रूपों से माइटोकॉन्ड्रिया के उत्परिवर्तन और खराबी हो सकती है। उत्परिवर्ती माइटोकॉन्ड्रिया जल्दी से कोशिका पर कब्जा कर लेते हैं, क्लोनल विस्तार की प्रक्रिया में उनके कार्यात्मक संस्करणों को विस्थापित करते हैं। फिर यह कोशिका मुक्त कणों का एक निर्यातक बन जाती है, जो कई आयु-संबंधित विकृति का कारण बनती है। पेरोक्साइड लिपिड , उदाहरण के लिए, एथेरोस्क्लेरोसिस का कारण हैं ।

MitoSENS अनुसंधान कार्यक्रम का लक्ष्य जीन थेरेपी का उपयोग करते हुए सेल न्यूक्लियस में सभी माइटोकॉन्ड्रियल जीन का बैक अप लेना है, एक प्रक्रिया जिसे ऑलोटोपिक अभिव्यक्ति के रूप में जाना जाता है। सिद्धांत रूप में, यह उनके उचित कामकाज के लिए आवश्यक प्रोटीन का एक बैकअप स्रोत प्रदान करके माइटोकॉन्ड्रिया में परिवर्तन को रोक देगा। बेशक, यह कहा से आसान है। जीन को बदलने की आवश्यकता है ताकि प्रोटीन माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवास कर सकें, और सम्मिलन और प्रवास का अनुकूलन एक कठिन काम है। अफसोस, फंडिंग के निम्न स्तर के कारण, काम की प्रगति पिछले कुछ वर्षों में धीरे-धीरे हुई है क्योंकि पहली बार अभिव्यक्ति की अभिव्यक्ति दिखाई गई थी।

MitoSENS Lifespan.io पर अभियान

सभी को नमस्कार! इस बार हमारे पास दो खबरें हैं। सबसे पहले, हम एक नई ट्रिक के बारे में एक कहानी तैयार कर रहे हैं, जिसे हमने माइटोकॉन्ड्रियल जीन की ऑलोटोपिक अभिव्यक्ति को बेहतर बनाने के लिए लागू किया है। हम अभी भी खोज कर रहे हैं कि क्या हम एक प्रकाशन लिखने और एक बयान देने से पहले 100% सही हैं, लेकिन हम बहुत करीब हैं। हां, इसका मतलब यह है कि हमने बड़ी संख्या में जीनों की ऑलोटोपिक अभिव्यक्ति को अंजाम दिया। संपर्क में रहें!

दूसरे, हम अपने पहले माउस परीक्षण के नियोजन चरण में हैं, और हम आपको इसे लॉन्च करने में मदद करने के लिए कहते हैं! इसमें दो तकनीकों का परीक्षण शामिल होगा जिन्हें SENS रिसर्च फाउंडेशन ने आविष्कार करने में मदद की: ट्रांसजेनिक चूहों की अनूठी तकनीक और 2016 में हमने जो भी सीखा, उसके अनुप्रयोग। हमारा काम, हमें यकीन है, दुनिया को दिखाएगा कि एलोपैथिक अभिव्यक्ति वास्तविक है, और भविष्य इसके साथ निहित है। निकट भविष्य में आपको एक नई परीक्षा की घोषणा दिखाई देगी।

मैथ्यू ओकी ओ'कॉनर, पीएचडी, मिटोसेंस के प्रमुख

मैथ्यू ओ'कॉनर के साथ साक्षात्कार दीर्घायु पर

एमपी में रिकॉर्ड

इस सप्ताह हम आपको SENS रिसर्च फाउंडेशन के काम के बारे में बता रहे हैं, जो आणविक और सेलुलर क्षति के उन्मूलन से संबंधित है। माइटोकॉन्ड्रियल एजिंग मानव उम्र बढ़ने की प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। सेंस कार्यक्रम जो इस समस्या का हल करता है, मिटोन्स, सबसे महत्वाकांक्षी और तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण बायोइंजीनियरिंग परियोजनाओं में से एक है। महत्वपूर्ण घटनाएं हाल ही में हुई हैं, और आप हमारे साक्षात्कार में उनके बारे में मिटोन्सेंस कार्यक्रम के प्रमुख डॉ। मैथ्यू ओ'नोर के साथ सीखेंगे।

दीर्घायु : आप हवा में हैं!

मैथ्यू ओ'कॉनर : हाय, मुझे आमंत्रित करने के लिए धन्यवाद!

दीर्घायु : क्या आप मिटोसेन्स के बारे में थोड़ा बता सकते हैं?

मैथ्यू ओ'कॉनर : बिल्कुल। हम जीन थेरेपी विकसित कर रहे हैं जो माइटोकॉन्ड्रियल म्यूटेशन को सही करता है। यह विचार है कि माइटोकॉन्ड्रिया का अपना डीएनए, अपना जीन है, केवल 13 जीन प्रोटीन एन्कोडिंग करते हैं, लेकिन वे सभी महत्वपूर्ण हैं। समस्याएं तब शुरू होती हैं जब उनमें उत्परिवर्तन उत्पन्न होता है, जो या तो आपकी मां से विरासत में मिला है, या उम्र से संबंधित है।

दीर्घायु : और उम्र से संबंधित उत्परिवर्तन लगभग सभी को प्रभावित करते हैं, है ना?

मैथ्यू ओ'कॉनर : राइट। हम अभी तक 100% निश्चित नहीं हैं, लेकिन सब कुछ इंगित करता है कि माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन उम्र के साथ कम हो जाता है , और यह उम्र बढ़ने का एक महत्वपूर्ण पहलू है जो हर कोई अपनी मांसपेशियों पर अनुभव करता है, उदाहरण के लिए, जैसे वे उम्र के साथ कमजोर हो जाते हैं।

दीर्घायु : हमारी पिछली बैठक में, आपके पास केवल माइटोकॉन्ड्रियल जीन को नाभिक में ले जाने की अवधारणा थी। MitoSENS की अवधारणा कुछ जीनों को सेल के नाभिक में स्थानांतरित करना था, जिसमें वे बेहतर संरक्षित होंगे और अपना काम करना जारी रखेंगे। आपके साथ नया क्या है? क्या आप उन पहले दो जीनों से चले गए हैं जिन्हें आपने निशाना बनाया था?

मैथ्यू ओ'कॉनर : माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए को नुकसान की अधिक संभावना है क्योंकि माइटोकॉन्ड्रिया डीएनए की रक्षा और भंडारण के बजाय ऊर्जा बनाने में विशेषज्ञ हैं। यह नाभिक का कार्य है जिसमें हमारे सभी गुणसूत्र रहते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया ऊर्जा का उत्पादन करते हैं, और ऊर्जा उत्पादन के उप-उत्पाद मुक्त कण हैं जो संवेदनशील डीएनए को नष्ट करते हैं। इसलिए, हमने नाभिक में किसी भी तेरह जीनों का बैकअप डालने की कोशिश की। आपने दो का उल्लेख किया है जिन पर हमने काम किया है। हमारे पास 2016 के अंत में एक प्रकाशन था जिसमें हमने स्पष्ट रूप से दिखाया कि हम एक मरीज से तेरह जीनों में से दो में उत्परिवर्तन के साथ एक सेल ले सकते हैं और उन्हें हमारे जीन थेरेपी का उपयोग करके ठीक कर सकते हैं।

दीर्घायु : तो आप माइटोकॉन्ड्रियल म्यूटेशन को ठीक करने में सक्षम थे, इन कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन को पुनर्स्थापित करें। यह बहुत अच्छा लगता है!

मैथ्यू ओ'कॉनर : हाँ, सब कुछ बहुत स्पष्ट था। हम माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा ऊर्जा उत्पादन में वृद्धि दिखाने में सक्षम थे, हम ऑक्सीजन की खपत दिखाने में सक्षम थे। हम सांस लेते हैं, ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं, इसका कारण यह है कि हमारे माइटोकॉन्ड्रिया को ऊर्जा का उत्पादन करने की आवश्यकता है। हम उनके अस्तित्व में सुधार दिखाने में सक्षम थे। हम दो अलग-अलग परिस्थितियों में कोशिकाओं को विकसित करने में सक्षम थे: anaerobically, जैसा कि कैंसर कोशिकाएं आमतौर पर करती हैं, या बैक्टीरिया कैसे बढ़ते हैं और ऐसी परिस्थितियों में जहां वे केवल एरोबिक रूप से जीवित रह सकते हैं यदि वे माइटोकॉन्ड्रिया का उपयोग करके ऑक्सीजन का उपभोग कर सकते हैं। एरोबिक स्थितियों के तहत, केवल सही कोशिकाएं बच गईं, और सभी उत्परिवर्ती कोशिकाएं मर गईं।

दीर्घायु : तो आपको इन पहले दो जीनों के साथ सफलता मिली, जिन्हें आपने लक्षित किया था। अन्य 11 जीनों के बारे में क्या? निकट भविष्य में उनमें से किसी के साथ काम करने की कोई योजना?

मैथ्यू ओ'कॉनर : हाँ, वास्तव में हम पहले से ही उन सभी को अलग-अलग डिग्री पर काम कर रहे हैं, और मैं आपको सफलता के बारे में थोड़ा बता सकता हूं। हमने सभी 13 जीनों को एन्कोडिंग प्रोटीन के लिए डीएनए वैक्टर को लक्षित करते हुए विकसित किया, और हमने उन्हें प्रोटीन का उत्पादन करने और माइटोन्ड्रिया को निर्देशित करने की उनकी क्षमता के लिए परीक्षण किया। उनमें से सभी अच्छी तरह से काम नहीं करते हैं, और हम अभी भी जीत की घोषणा नहीं कर सकते हैं। लेकिन हम प्रगति कर रहे हैं, और हम निकट भविष्य में इसके बारे में रिपोर्ट करेंगे। हम बताएंगे कि कौन सा सबसे अच्छा काम करता है और कौन सा बदतर काम करता है। जीन विकास और माइटोकॉन्ड्रिया को लक्षित करने की प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए हम उन रणनीतियों के बारे में बात करेंगे, जिन पर हम काम कर रहे हैं।

दीर्घायु : मैं बायोइन्जीनियर नहीं हूँ, तो क्या आप उस तंत्र की व्याख्या कर सकते हैं जिसके द्वारा प्रोटीन माइटोकॉन्ड्रिया में पाए जाते हैं? यह कैसा चल रहा है?

मैथ्यू ओ'कॉनर : माइटोकोंड्रिया केवल 13 प्रोटीन को एनकोड करते हैं, नाभिक एक हजार से अधिक प्रोटीनों को एनकोड करता है जिन्हें माइटोकॉन्ड्रिया ले जाया जाता है। इसलिए उनके परिवहन की संभावना एक सामान्य प्रक्रिया है, और असामान्य हिस्सा माइटोकॉन्ड्रिया में प्रोटीन संश्लेषण है। हमने अध्ययन किया है कि नाभिक सामान्य रूप से कैसे काम करता है, और हम माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन को बदलने की कोशिश कर रहे हैं ताकि वे परमाणु प्रोटीन की तरह व्यवहार करें। दो सरल समस्याएं, उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए को थोड़ी अलग भाषा में लिखा जाता है। वह अभी भी एक ही चार अक्षरों का उपयोग करती है: ए, टी, जी, और सी , लेकिन जिस तरह से वे पढ़े जाते हैं वह थोड़ा अलग है। पहली चीज जो हमें करने की ज़रूरत है वह जीन को कर्नेल भाषा में अनुवाद करना है। दूसरी चीज़ जो हमें करने की ज़रूरत है, वह जीन की शुरुआत में लक्ष्यीकरण अनुक्रम डालती है, जिसे माइटोकॉन्ड्रियल लक्ष्यीकरण अनुक्रम या एमटीएस कहा जाता है। हम एमटीएस को दूसरे जीन से लेते हैं और इसे व्यक्त किए गए प्रोटीन को माइटोकॉन्ड्रिया में लक्षित करने के लिए हमारे किसी भी 13 जीन की शुरुआत में सम्मिलित करते हैं। और हमने अपनी प्रयोगशाला में बहुत सारे एमटीएस का परीक्षण किया।

दीर्घायु : यह तकनीकी रूप से बहुत जटिल लगता है। क्या आप कई वर्षों से इस पर काम कर रहे हैं, जो इस संभावित एंटी-एजिंग थेरेपी को तेज करने में मुख्य समस्या है?

मैथ्यू ओ'कॉनर : तो जिन दो चीजों के बारे में मैंने अभी कहा है, वे अपेक्षाकृत आसान हिस्सा हैं, और हार्ड पार्ट जिस तरह से एमटीएस और अन्य विनियामक अनुक्रमों के साथ काम करता है, जो कि जीन को घेरे हुए है, जीन जीनोम में कैसे प्रवेश करता है, यह सम्मिलित होता है। । कई अलग-अलग पहलू जो हम अध्ययन करते हैं, वे कठिन हिस्सा हैं, जिसमें हमारी समझ शामिल है कि कैसे विकास ने इस प्रणाली को बनाया, और यह पता लगाना कि हम इसे माइटोकॉन्ड्रियल जीन पर कैसे लागू कर सकते हैं। हम हर समय डिजाइन और नया स्वरूप देते हैं, जीन में विभिन्न परिवर्तनों की कोशिश करते हैं ताकि यह पता लगाने की कोशिश की जा सके कि उनकी अभिव्यक्ति में सुधार कैसे किया जाए, प्रोटीन को माइटोकॉन्ड्रिया पर लक्षित किया जाता है, और फिर माइटोकॉन्ड्रिया में आयात किया जाता है, उनके कार्य को मापता है।

दीर्घायु : कायाकल्प के क्षेत्र में शोध का पालन करने वाले लोग जानते हैं कि यह सब धीमा, थका देने वाला और कठिन है। क्या कोई नया, अधिक कुशल उपकरण हैं?

मैथ्यू ओ'कॉनर : दो उपकरण हैं जो हमारी मदद करते हैं। उनमें से एक यह है कि सिंथेटिक जीवविज्ञान के वर्तमान युग में , आप केवल कुछ हज़ार डॉलर में खरोंच से किसी भी डीएनए अनुक्रम का आदेश दे सकते हैं। इसलिए, हमारे समय में, उस समय के विपरीत जब मैं स्नातक विद्यालय में था, हम बस उस कंप्यूटर पर कोड में टाइप कर सकते हैं जिसे हम बनाना और संश्लेषित करना चाहते हैं। पुराने दिनों में, एक नया संस्करण बनाने के लिए, हमने कई अलग-अलग हैक का उपयोग किया था जो सप्ताह और महीने लगते थे, लेकिन आजकल आपको बस इसे प्रिंट करने और ईमेल द्वारा भेजने की आवश्यकता है। यह हमारे लिए और नए विचारों को परखने की हमारी क्षमता के लिए एक महान आशीर्वाद था। दूसरा CRISPR है , यह आणविक जीव विज्ञान में नया नहीं है, लेकिन हमारी परियोजना में नया है, यह हमें नियंत्रित करने की अनुमति देता है जहां हम अपने जीन को परमाणु जीनोम में सम्मिलित करते हैं। यह अतिरिक्त परिवर्तनशीलता को हटा देता है जो इंजीनियरों को अपने जीन को जीनोम में सम्मिलित करने की कोशिश करते समय ध्यान में रखना था। आमतौर पर यह संयोग से, कहीं भी होता है, और यह एक ऐसा पहलू है जो स्थिति को जटिल बना सकता है। आजकल, हम विशेष रूप से CRISPR का उपयोग करके जीनों को सम्मिलित करके प्रक्रिया को नियंत्रित करना शुरू करते हैं।

दीर्घायु : इन दिनों कई कंपनियां हैं, वे उम्र बढ़ने के एक पहलू को देख रहे हैं, और ऐसा लगता है कि कुछ बाधाएं या अप्रत्याशित चीजें अचानक उनके रास्ते में दिखाई दे रही हैं। मुझे पता है कि आप योजना बनाने में बहुत सावधान थे कि मितोसेन कैसे विकसित होगा। कई वर्षों के लिए, सबसे आश्चर्यजनक क्या था, या अचानक क्या समस्याएं पैदा हुईं?

मैथ्यू ओ'कॉनर : एक समस्या यह है कि माइटोकॉन्ड्रियल म्यूटेशन के मॉडल बहुत सीमित हैं। उदाहरण के लिए, मैंने विशेष रूप से नाभिक में एक जीन को संशोधित करने के लिए CRISPR का उपयोग करने के बारे में बात की। लेकिन अगर आप माइटोकॉन्ड्रिया में जीन को बदलना चाहते हैं, तो आप सीआरआईएसपीआर का उपयोग नहीं कर सकते हैं, यह इसमें काम नहीं करता है, या कम से कम किसी को पता नहीं है कि यह कैसे काम करता है। इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम में हेरफेर करना असंभव है, जिसका अर्थ है कि कोई भी माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में विशिष्ट उत्परिवर्तन नहीं बना सकता है। हम यादृच्छिक म्यूटेशन का उपयोग करते हैं जो स्वाभाविक रूप से होते हैं। इसके अलावा, मॉडल सिस्टम में - उदाहरण के लिए, जैसे कि चूहे - ऐसे कई म्यूटेशन नहीं हैं जो आमतौर पर प्रयोगशाला में अध्ययन किए जाते हैं। बहुत कम मरीन माइटोकॉन्ड्रियल बीमारियां हैं, और इसलिए हम में से अधिकांश मनुष्यों का उपयोग करते हैं। इसका मतलब यह नहीं है कि हम लोगों के साथ प्रयोग करते हैं, हम मानव कोशिकाओं का उपयोग करते हैं। हम उन कोशिकाओं तक सीमित हैं जो उन रोगियों से ली गई हैं जिन्होंने दुर्लभ माइटोकॉन्ड्रियल उत्परिवर्तन पाया है। और हमारा समूह उन उत्परिवर्तन के बारे में उपयुक्त है जिन्हें हम अध्ययन करना चाहते हैं, क्योंकि हम विशिष्ट परिवर्तन चाहते हैं जो एक समय में केवल एक, दो जीनों को प्रभावित करते हैं, ताकि हम सरल प्रश्न पूछ सकें। एक बार में यह सब करने की कोशिश करना सबसे अच्छा तरीका नहीं है। मैं कहूंगा कि सबसे बड़ी बाधाओं में से एक है जो हमें धीमा कर देती है काम के लिए अच्छी सेल लाइनों की कमी है। हम हमेशा उनकी तलाश में हैं - प्रकाशनों में और सम्मेलनों में।

दीर्घायु : और अगला प्रश्न: आप पूरे जीवों के साथ काम करने की योजना कब बनाते हैं, और सिर्फ एक कप में कोशिकाओं के साथ नहीं?

मैथ्यू ओ'कॉनर : अच्छा सवाल है, और मेरे पास एक उत्साहजनक जवाब है। हमने आने वाले महीनों में माउस परीक्षणों के लिए धन जुटाने की योजना बनाई है। हम वित्तीय योजनाएं लिख रहे हैं। प्रयोगशालाओं ने हमारे लिए ट्रांसजेनिक चूहों को विकसित करने का वादा किया। हमने उन चूहों को पूरी तरह से डिज़ाइन किया है जिनकी हमें ज़रूरत है। हमें वांछित उत्परिवर्तन के साथ चूहे मिले। वे उतने महत्वपूर्ण नहीं हैं, जिनके साथ हम आमतौर पर सेल लाइनों में काम करते हैं, लेकिन अन्य चूहों के साथ वे जीवित नहीं रहेंगे, क्योंकि माइटोकॉन्ड्रियल म्यूटेशन स्वास्थ्य के लिए बहुत हानिकारक हैं। लेकिन हमारे पास मध्यम उत्परिवर्तन के साथ चूहे हैं, और हमने पहले ही उनकी कोशिकाओं पर प्रयोग किए हैं, और उन्हें काम करने के लिए माना जाता है। इसलिए, मुझे लगता है कि हमारे पास जल्द ही चूहे होंगे, लेकिन कुछ वर्षों के बाद ही हमें पता चल जाएगा कि क्या हमने उत्परिवर्तन को ठीक किया है। हालांकि, हमारे जीन के साथ चूहों होंगे, शायद एक साल से भी कम समय में।

दीर्घायु : बहुत अच्छा लगता है। और आखिरी सवाल: आप क्षतिग्रस्त माइटोकॉन्ड्रिया के साथ काम कर रहे हैं, और एसएनएस उम्र बढ़ने के सिद्धांत कहते हैं, हे, चलो नुकसान को ठीक करें और सब कुछ बहुत बेहतर होगा। क्या आपके पास वर्तमान उत्पादों पर कोई विचार है? एंटीऑक्सिडेंट जैसे माइटोक्यू या एनएडी + अग्रदूत , आप उनके बारे में क्या सोचते हैं? क्या आप उन्हें प्रभावी पाते हैं?

मैथ्यू ओ'कॉनर : यह एक मुश्किल सवाल है, क्योंकि यह मेरा क्षेत्र नहीं है, लेकिन मैं आपको अपनी राय बताऊंगा। मैं कहूंगा कि कुछ प्रारंभिक अध्ययनों से संकेत मिलता है कि इन आहार अनुपूरकों के साथ एनएडी + के स्तर में वृद्धि वास्तव में आपके माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन पर किसी प्रकार का सकारात्मक प्रभाव डाल सकती है। चाहे वे आपके स्वास्थ्य में सुधार करेंगे या जीवन प्रत्याशा एक अनसुलझा मुद्दा है। लेकिन वे ऊर्जा उत्पादन में थोड़ा सुधार कर सकते थे। माइटोकॉन्ड्रिया पर लक्षित एंटीऑक्सिडेंट माना जाता है कि वे काम कर रहे हैं, लेकिन मैं आपको उनके लिए स्टोर चलाने की सलाह नहीं देता। फिर भी, मेरा मानना ​​है कि अनुसंधान का यह क्षेत्र ध्यान देने योग्य है। जिस युग में सभी ने माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा उत्पन्न सभी मुक्त कणों को हटाने की कोशिश करने के लिए विटामिन सी और ई के मेगाडोस लेने के बारे में बात की थी, क्योंकि वे आपके माइटोकॉन्ड्रिया में नहीं आते हैं। लेकिन कुछ उन पर भारी पड़ने लगते हैं। समस्या यह है कि यह एक संवेदनशील प्रणाली है, और यह बेहतर है कि हस्तक्षेप न करें। ऐसे प्रयोग हुए हैं जिनसे पता चला है कि इनमें से कुछ लक्षित एंटीऑक्सिडेंट अत्यधिक मुक्त कणों को हटा सकते हैं और वास्तव में माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन को नुकसान पहुंचा सकते हैं। इसलिए, मैं उनके लिए दुकानों पर नहीं चलता हूं, लेकिन अनुसंधान का पालन करता हूं।