线粒体是细胞的“能量站”，是古代共生细菌的后代。 他们保留了细菌基因组的小片段，编码线粒体功能所需的13个基因。 随着线粒体越来越多地整合到细胞中，大多数其他基因在进化过程中进入了细胞核。 不幸的是，
线粒体DNA比核
DNA更容易受到破坏，某些形式的破坏会导致线粒体突变和功能异常。 突变的线粒体可快速捕获细胞，在克隆扩增过程中取代其功能形式。 然后，该细胞成为自由基的输出者，这导致了许多与年龄有关的疾病。 例如，
过氧化物脂质是
动脉粥样硬化的原因。
MitoSENS研究计划的目标是使用
基因疗法来备份
细胞核中
的所有线粒体基因，这一过程称为异位表达。 原则上，它将通过提供蛋白质正常功能所必需的备用蛋白质来防止线粒体发生变化。 当然，这说起来容易做起来难。 需要改变基因，使蛋白质可以迁移到线粒体，优化插入和迁移是一项艰巨的任务。 las，由于资金不足，自从首次展示
异位表达以来，这些年来工作进展缓慢。
大家好！ 这次我们有两个消息。 首先，我们正在准备一个有关新技巧的故事，该技巧已用于改善线粒体基因的异位表达。 在撰写出版物和发表声明之前，我们仍在探索我们是否100％正确，但是我们非常接近。 是的，这意味着我们进行了大量基因的异位表达。 保持联系！
其次，我们正处于第一个鼠标测试的计划阶段，请您帮助启动它！ 它将包括测试SENS研究基金会帮助发明的两项技术： 转基因小鼠的独特技术以及我们在2016年学到的知识的应用。 我们确信，我们的工作将向世界展示异位表达是真实的，而未来就在于它。 在不久的将来，您将看到一项新测试的公告。
Matthew Oakey O'Connor博士，MitoSENS负责人记录在mp3中本周，我们将向您介绍SENS研究基金会的工作，该基金会致力于修复分子和细胞损伤。 线粒体衰老是人类衰老过程的重要组成部分。 解决这个问题的SENS计划MitoSENS是最雄心勃勃，技术上最具挑战性的生物工程项目之一。 重要事件最近发生了，您将在我们对MitoSENS计划负责人Matthew O'Connor博士的采访中了解到这些事件。
长寿 ：你在
播音 ！
Matthew O'Connor ：嗨，谢谢你邀请我！
长寿 ：您能谈谈MitoSENS吗？
马修·奥康纳（Matthew O'Connor） ：当然。 我们正在开发纠正线粒体突变的基因疗法。 想法是线粒体有自己的DNA，自己的基因，只有13个编码蛋白质的基因，但它们都很重要。 问题是从母亲那里继承或与年龄有关的突变出现的。
长寿 ：与年龄相关的变异几乎影响每个人，对吗？
马修·奥康纳（Matthew O'Connor） ：对。 我们尚不确定100％，但是一切都表明
线粒体功能会随着年龄的增长而
下降 ，这是每个人都依靠自己的肌肉经历的衰老的重要方面，例如，随着年龄的增长，他们的肌肉越来越弱。
寿命 ：在我们上次会议中，您仅具有将线粒体基因移入细胞核的概念。 MitoSENS的概念是将其中一些基因转移到细胞核中，从而可以更好地保护它们并继续发挥作用。 你有什么新鲜事？ 您是否已摆脱了针对的
前两个基因 ？
马修·奥康纳（Matthew O'Connor） ：线粒体DNA更容易受到破坏，因为线粒体专门致力于产生能量，而不是保护和存储DNA。 这是我们所有
染色体赖以生存的细胞核的任务。 线粒体产生能量，能量产生的副产物是破坏敏感DNA的
自由基 。 因此，我们试图在细胞核中插入13个基因中任何一个的备份。 您提到了我们正在研究的两个。 我们在2016年底发布了一份出版物，其中清楚地表明，我们可以从一名患者中获取一种细胞，该患者的13种基因中有两种具有突变，并使用我们的基因疗法对其进行校正。
寿命 ：因此您能够纠正线粒体突变，恢复这些细胞中的线粒体功能。 听起来不错！
Matthew O'Connor ：是的，一切都非常清楚。 我们能够显示线粒体增加的能量产生，我们能够显示耗氧量。 我们呼吸消耗氧气的原因是因为线粒体需要氧气才能产生能量。 我们能够显示出它们生存的改善。 我们能够在两种不同的条件下生长细胞：厌氧性的，就像癌细胞通常那样，或者细菌如何生长，以及在只有通过线粒体才能消耗氧气的条件下细菌才能在有氧条件下生存的条件。 在有氧条件下，仅校正的细胞存活，所有突变细胞死亡。
长寿 ：因此，您成功实现了靶向的前两个基因。 那其他11个基因呢？ 有什么计划在不久的将来与他们合作？
马修·奥康纳（Matthew O'Connor） ：是的，事实上，我们已经在不同程度上进行了研究，我可以向您介绍一些成功的知识。 我们针对所有13种编码蛋白质的基因开发了靶向DNA载体，并测试了它们产生蛋白质并将其引导至线粒体的能力。 并非所有人都运作良好，我们仍然无法宣布胜利。 但是我们正在取得进展，我们将在不久的将来对此进行报告。 我们将展示哪些效果最好，哪些效果更差。 我们将讨论我们正在研究的策略，以改善正在进行的基因开发和靶向线粒体的过程。
长寿 ：我不是生物工程师，所以您能解释一下线粒体中蛋白质发现的机制吗？ 怎么样了
马修·奥康纳（Matthew O'Connor） ：线粒体仅编码13种蛋白质，细胞核编码超过一千种蛋白质，这些蛋白质被转运到线粒体。 因此，它们的运输更有可能是正常过程，而不寻常的部分是线粒体中的蛋白质合成。 我们已经研究了核如何正常工作，并且我们正在尝试改变线粒体蛋白，使其表现得像核蛋白。 线粒体DNA这两个最简单的问题用略有不同的语言编写。 她仍然使用相同的四个字母：
A，T，G和C ，但是它们的读取方式略有不同。 我们需要做的第一件事是将基因翻译成内核语言。 我们需要做的第二件事是将
靶向序列置于基因的开头，称为线粒体靶向序列或MTS。 我们从另一个基因中提取MTS，并将其插入我们13个基因中的任何一个基因的开始，以将表达的蛋白质靶向线粒体。 而且我们在实验室中测试了许多MTS。
长寿 ：从技术上来说，这听起来很复杂。 您从事此工作已有几年了，这是加速这种潜在的抗衰老疗法的主要问题？
马修·奥康纳（Matthew O'Connor） ：我刚才说的两件事是相对容易的部分，困难的部分是优化代码与MTS和围绕基因的其他调控序列的工作方式，基因如何进入基因组，插入多少次。 。 我们研究的许多不同方面都是最困难的部分，包括我们对进化是如何创建此系统的理解，以及弄清楚如何将其应用于线粒体基因。 我们一直在设计和重新设计，尝试对基因进行不同的改变，以试图弄清楚如何改善其表达，将蛋白质靶向线粒体，然后导入线粒体，以测量其功能。
长寿 ：
从事复兴领域研究的人们都知道，这一切都是缓慢，累人和困难的。 有没有新的，更有效的工具？
Matthew O'Connor ：有两种工具可以帮助我们。 其中之一是，在当前的
合成生物学时代
，您只需花费几千美元就可以从头订购任何
DNA序列 。 因此，在我们的时代，与我读研究生时不同，我们只需在要创建和合成它的计算机上键入代码即可。 在过去，要创建一个新版本，我们使用了许多不同的技巧，这些技巧花费了数周甚至数月，但是如今，您只需要打印并通过电子邮件发送即可。 这对我们和测试新想法的能力都是极大的祝福。 第二个是
CRISPR ，它不是
分子生物学的新事物，而是我们项目中的新事物，它使我们能够控制将基因插入核基因组的位置。 它消除了工程师在尝试将其基因插入基因组时必须考虑的额外变异性。 通常，这种情况偶然发生在任何地方，而这可能会使情况变得复杂。 如今，我们开始通过使用CRISPR更具体地插入基因来控制这一过程。
寿命长 ：如今有许多公司正在研究老化的一个方面，似乎有些障碍或意料之外的事情突然以它们的方式出现。 我知道您在计划MitoSENS的发展时非常谨慎。 几年来，最令人惊讶的是什么，或者突然出现了什么问题？
Matthew O'Connor ：一个问题是线粒体突变的模型非常有限。 例如，我谈到使用CRISPR特异性修饰细胞核中的基因。 但是，如果您想改变线粒体中的基因，则不能使用CRISPR，它不能在其中起作用，或者至少没有人知道如何使它起作用。 因此，不可能操纵线粒体基因组，这意味着没有人可以在线粒体DNA中产生特定的突变。 我们使用自然发生的随机突变。 另外，在模型系统（例如，小鼠）中，通常在实验室中研究的突变并不多。 鼠线粒体疾病很少，因此我们大多数人都使用人类。 这并不意味着我们与人进行实验，而是使用人类细胞。 我们仅限于从发现罕见线粒体突变的患者那里获取的细胞。 我们的小组对要研究的突变很挑剔，因为我们想要一次仅影响一个或两个基因的特定突变，以便我们可以提出简单的问题。 一次尝试做所有事情并不是最好的方法。 我要说的是，阻碍我们前进的最大障碍之一是缺乏良好的细胞系来工作。 我们一直在寻找它们-在出版物和会议中。
长寿性 ：还有下一个问题：您打算何时与整个生物一起工作，而不仅仅是与杯中的细胞一起工作？
Matthew O'Connor ：好问题，我的回答令人鼓舞。 我们计划在未来几个月内开始为老鼠试验筹集资金。 我们正在编写财务计划。 实验室承诺为我们种植
转基因小鼠。 我们已经完全设计了所需的鼠标。 我们发现了具有所需突变的小鼠。 它们不像我们通常在细胞系中处理的那样重要，但是对于其他小鼠，它们将无法生存，因为线粒体突变对健康非常有害。 但是，我们有具有中等突变的小鼠，我们已经对其细胞进行了实验，它们被认为可以正常工作。 因此，我认为我们很快就会有了小鼠，但是仅仅过了几年，我们才知道我们是否纠正了这种突变。 但是，大约有不到一年的时间，我们就会拥有带有我们基因的小鼠。
长寿 ：听起来很棒。 最后一个问题：您正在处理受损的线粒体，
SENS老化理论说，嘿，让我们
修复一下损坏 ，一切都会好起来的。 您对当前产品有什么想法？ 抗氧化剂，例如
MitoQ或
NAD +前体 ，您如何看待它们？ 您觉得它们有效吗？
马修·奥康纳（Matthew O'Connor） ：这是一个难题，因为这不是我的领域，但是我会告诉您我的看法。 我要说有一些初步研究表明，通过这些饮食补充剂增加
NAD +的含量实际上可以对您的线粒体功能产生某种积极的影响。 它们是否会改善您的健康或预期寿命是一个尚未解决的问题。 但是它们可以稍微改善能源生产。 据说
针对线粒体的抗氧化剂正在起作用，但我不建议您去商店购买。 尽管如此，我相信这一研究领域值得关注。 每个人都谈论着服用大量维生素C和E试图清除线粒体产生的所有自由基的时代已经过去，因为它们不会进入线粒体。 但是有些似乎落入了他们。 问题是这是一个敏感的系统，最好不要干涉。 已经有实验表明，这些靶向抗氧化剂中的某些可以过度清除自由基，并实际上破坏线粒体功能。 因此，我不会为他们奔赴商店，而是继续研究。