Utracone geny w metabolicznej terapii genowej
Będące elektrowniami komórki mitochondria generują większość energii potrzebnej we wszystkich procesach komórkowych. Choroby mitochondrialne skutkują wyniszczającymi, głównie wieloukładowymi zaburzeniami i uważa się, że są wynikiem defektów mitochondrialnego systemu fosforylacji oksydacyjnej. Oksydazy alternatywne (AOX) stanowią część dodatkowych szlaków metabolicznych i są nieobecne u wielu kręgowców i owadów, lecz występują w przypadku innych linii ewolucyjnych. Jednym z klasycznych przykładów jest przejrzystka (Ciona intestinalis). Uczestnicy projektu ALTERNATIVE OXIDASE (Investigating the roles of the mitochondrial alternative oxidase of Ciona intestinalis) badali szlaki, które reguluje AOX, i wpływ tego enzymu na metabolizm całego organizmu. Badanie alternatywnych szlaków oddechowych u zwierząt może stanowić podstawę terapii zaburzeń mitochondrialnych. Badacze skupili się na ekspresji przejrzystkowego AOX u muszki owocowej Drosophila melanogaster. Zbadano, jak odżywianie, temperatura i specyficzność tkankowa wpływa na rozwój i konkurencyjność samców tych transgenicznych muszek. Ograniczenie węglowodanów zmniejszyło do maksimum 35% zdolność larw do przeobrażenia się w osobnika dorosłego. W 29 stopniach Celsjusza, na diecie o wysokiej lub niskiej zawartości cukru, oraz zawierającej dużo tłuszczy, również pojawiły się problemy z przeobrażeniem. Wyniki wskazują korelację między niskim poziomem cukru i wysokim tłuszczu a niskim współczynnikiem przeobrażenia się w osobniki dorosłe. Plemniki samców z ekspresją AOX nie działały tak, jak u samców typu dzikiego. W ramach konkurencji plemników u Drosophila, samiec typu dzikiego eliminuje spermę poprzedniego samca z żeńskich pojemników na spermę i zastępuje ją swą własną. Samce z ekspresją AOX nie przejawiają tego typu cechy współzawodnictwa, jako że sperma nigdy nie opuszcza jąder i nie dociera do pęcherzyków nasiennych. Badanie ALTERNATIVE OXIDASE wykazało, że ekspresja AOX w połączeniu z dietą i stresorami temperaturowymi może obniżać płodność samców. Pierwsze badania dotyczące terapii genowych AOX w zaburzeniach mitochondrialnych będą musiały uwzględniać te możliwe działania niepożądane.
Słowa kluczowe
Terapia genowa, osłonica, choroby mitochondrialne, mitochondrialny system fosforylacji oksydacyjnej, oksydaza alternatywna
