可以使用定制的化合物消除细胞线粒体内的突变 DNA 序列。该方法由京都大学综合细胞材料科学研究所 (iCeMS) 的科学家开发，可以为线粒体疾病提供更好的治疗方法。研究人员在《细胞化学生物学》杂志上发表了他们的发现。

线粒体执行许多细胞功能，包括能量产生、生物分子合成和钙稳态。线粒体有自己的 DNA，不同于细胞核内的 DNA。这种线粒体 DNA 的突变会导致疾病，导致失明、肌肉无力甚至死亡。

在一些线粒体疾病中，突变的 DNA 和正常的 DNA 共存。“这种状态被称为异质性，”该研究的第一作者京都大学的 Takuy​​a Hidaka 解释说。“当异质性水平低时，线粒体功能可以由正常线粒体 DNA 维持。但当突变的 DNA 超过临界阈值时，它就会受损。为了治愈线粒体疾病，我们需要能够从细胞中去除突变的线粒体 DNA。”

领导这项研究的 iCeMS 生物工程师 Ganesh Namasivayam Pandian 解释说，目前针对此类线粒体疾病的方法存在问题。有些涉及将遗传物质注入细胞，这可能会导致不必要的改变。在其他情况下，使用抗氧化药物来减少突变 DNA 的影响，而不解决核心突变。

Pandian 与 iCeMS 化学生物学家 Hiroshi Sugiyama、Takuy​​a Hidaka 及其同事合作开发了一种克服这些问题的基于化学的方法。

他们设计了一种由与聚合物结合的线粒体穿透肽 (MPP) 制成的化合物，称为吡咯-咪唑聚酰胺 (PIP)，可以对其进行修饰以靶向特定的 DNA 序列。然后将它们连接到一种名为苯丁酸氮芥的现有抗癌药物上。

MPP 将化合物带入线粒体，在那里 PIP 与其目标 DNA 序列结合。这允许苯丁酸氮芥破坏目标 DNA 以进行消除。分析表明，该技术减少了人类细胞实验室培养物中突变线粒体 DNA 的数量。需要使用疾病模型进行进一步研究，以确定该方法在生物体内的有效性。

通过调整 PIP 的化学组成，可以对治疗性化合物进行编程，使其附着在不同的 DNA 序列上，从而针对一系列线粒体遗传疾病。

“我们的概念验证研究可以扩展到导致 Leber 遗传性视神经病变等疾病的线粒体突变，这是一种遗传性的视力丧失形式，目前还没有经过验证的治疗方法，”Pandian 说。