移植线粒体不用愁啦！加州大学开发了一款高通量线粒体转移机

　　

加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症中心的科学家开发了一种简单、高通量的方法，能将分离的线粒体及其相关的线粒体DNA转移到哺乳动物细胞中。这种方法使研究人员能够定制细胞的关键基因成分，研究并潜在地治疗癌症、糖尿病和代谢紊乱等衰弱性疾病。

12月29日发表在《Cell Reports》杂志上的一项研究描述了加州大学洛杉矶分校开发的名为MitoPunch的新设备如何将线粒体同时转移到10万个或更多的受体细胞中，这是对现有线粒体转移技术的重大改进。这个装置是加州大学洛杉矶分校的科学家们持续努力的一部分，他们通过开发可控的、操纵性的方法来理解线粒体DNA的突变，从而改善人类细胞的功能或更好地模拟人类线粒体疾病。

加州大学洛杉矶分校医学院博士研究生Alexander Sercel说：“产生具有所需线粒体DNA序列的细胞的能力对于研究线粒体和细胞核中的基因组如何相互作用以调节细胞功能是非常强大的，这对于理解和潜在治疗患者疾病是至关重要的。”

线粒体通常是从母亲那里遗传下来的。它们依靠线粒体DNA的完整性来完成它们的基本功能。线粒体DNA的遗传或获得性突变可显著损害能量的产生，并可能导致衰弱性疾病。

操纵线粒体DNA的技术落后于操纵细胞核DNA的技术。目前的方法是有限和复杂的，并且在大多数情况下只能将具有所需线粒体DNA序列的线粒体输送到有限数量和种类的细胞中。

MitoPunch装置操作简单，允许从不同供体细胞类型分离的大量线粒体一致地转移到多种受体细胞类型，甚至对于非人类物种，包括从小鼠分离的细胞。

“使MitoPunch与其他技术不同的是，它能够设计出非永生、非恶性的细胞，如人类皮肤细胞，以产生独特的线粒体DNA核基因组组合，”第一作者之一、现就职于Amgen的加州大学洛杉矶分校博士后学者Alexander Patananan说。“这一进展使我们能够研究特定线粒体DNA序列对细胞功能的影响，同时使这些细胞重新编程为诱导的多能干细胞，然后分化为功能性脂肪、软骨和骨细胞。”

MitoPunch建立在先前的技术设备上——光热纳米刀片，团队于2016年开发了这种设备。但与需要复杂的激光和光学系统来操作的光热纳米刀片不同的是，MitoPunch的工作原理是利用压力推动一个孤立的线粒体悬浮液通过一个覆盖着细胞的多孔膜。研究人员提出，这种施加的压力梯度产生了在离散位置刺穿细胞膜的能力，允许线粒体直接进入受体细胞，然后进行细胞膜修复。

“当我们第一次创造光热纳米刀片时，我们就知道我们需要一个更高的吞吐量、更简单易用的系统，让其他实验室更容易组装和操作，这种新设备非常有效，使研究人员能够以一种简单的方式研究线粒体基因组——将其从一个细胞交换到另一个细胞——可以用来揭示控制广泛细胞功能的基本生物学，并有一天为治疗线粒体DNA疾病带来希望。”

原文检索：Pressure-Driven Mitochondrial Transfer Pipeline Generates Mammalian Cells of Desired Genetic Combinations and Fates

（生物通：伍松）