A modificação geneticamente do DNA mitocondrial humano (mtDNA) é um desafio ao gerar deleções em larga escala-uma causa comum de doenças mitocondriais-devido à ausência de máquinas de reparo de quebra de fita dupla nas mitocôndrias. Escrevendo CélulaFu et al. Descreva um método para modular grandes deleções de mtDNA em células humanas, co-expressando máquinas de união final de Mycobacterium ou bacteriófago T4 com endonucleases direcionadas, fornecendo informações sobre os mecanismos subjacentes da doença mitocondrial.
A presença de mtDNA normal e mutada nas células, conhecida como heteroplasmia, é decisiva na doença mitocondrial, pois a proporção de mtDNA mutada dita a gravidade da manifestação da doença. Para modelar as deleções de mtDNA em níveis de heteroplasmia definidos, os autores co-expressaram máquinas de união final com a escala da enzima de restrição em células epiteliais, resultando em um painel de células com deleções de mtDNA de cerca de 3,5 quilobases. A caracterização profunda dessas células revelou um limiar crítico de cerca de 75% de heteroplasmia, além da qual as células apresentaram fosforilação oxidativa prejudicada e crescimento celular reduzido com uma perda de metabólitos do ciclo TCA e níveis de aspartato. O sequenciamento de célula única detectou dois programas de expressão de genes nucleares que foram desregulados com aumento da heteroplasmia, revelando uma resposta acionada por limiar e uma rede gradual de detecção de heteroplasmia. A relevância funcional de tais interrupções na rede de genes deve ser estudada ainda mais.
