細胞からマウスへのmtDNA疾患と伝播のサイブリッドモデル

酸化リン酸化（OxPHOS）は、核とミトコンドリアの両方のDNA（mtDNA）遺伝子の両方によってコードされるタンパク質サブユニットの調整されたアセンブリに依存する唯一の哺乳類の生化学経路です。Cytoplasmic hybrid cells, cybrids, are created by introducing mtDNAs of interest into cells depleted of endogenous mtDNAs, and have been a central tool in unraveling effects of disease-linked mtDNA mutations.このようにして、核の遺伝的補体は一定に保たれ、オックスフォスに対する観察された効果を導入したmtDNAにリンクできるようにします。Cybrid研究は、多くの定義された疾患関連の突然変異に対してそのような結合を確認しました。In general, a threshold principle is evident where OXPHOS defects are expressed when the proportion of mutant mtDNA in a heteroplasmic cell is high.また、mtDNA変異が知られていないが疑われる場合、サイブリドは使用されており、より一般的な神経変性疾患へのmtDNAの関与にある程度のサポートを生み出しています。MtDNAの伝播と病気のマウスモデリングは、最近、Cybridアプローチを利用しています。培養細胞をmtDNAの中間キャリアとして使用することにより、細胞形成術の前にローダミン6gで細胞を前処理することにより、いくつかの研究所でES細胞のサイブリドが産生されました。ホモプラズムマウスとヘテロプラズムマウスの両方が生成されており、マウス生殖系統を介したmtDNA伝達のモデリングが可能になりました。また、卵母細胞や接合体へのミトコンドリア注射、胚性カリオプラスト移動を含むmtDNAダイナミクスのモデル化に対する他のトランスジェニックアプローチを簡単にレビューして比較します。mtDNA変換のための画期的な技術が到着すると、細胞間で設計されたmtDNAの交換を許可するために、サイブリドは価値があり続けます。

Oxidative phosphorylation (OXPHOS) is the only mammalian biochemical pathway dependent on the coordinated assembly of protein subunits encoded by both nuclear and mitochondrial DNA (mtDNA) genes. Cytoplasmic hybrid cells, cybrids, are created by introducing mtDNAs of interest into cells depleted of endogenous mtDNAs, and have been a central tool in unraveling effects of disease-linked mtDNA mutations. In this way, the nuclear genetic complement is held constant so that observed effects on OXPHOS can be linked to the introduced mtDNA. Cybrid studies have confirmed such linkage for many defined, disease-associated mutations. In general, a threshold principle is evident where OXPHOS defects are expressed when the proportion of mutant mtDNA in a heteroplasmic cell is high. Cybrids have also been used where mtDNA mutations are not known, but are suspected, and have produced some support for mtDNA involvement in more common neurodegenerative diseases. Mouse modeling of mtDNA transmission and disease has recently taken advantage of cybrid approaches. By using cultured cells as intermediate carriers of mtDNAs, ES cell cybrids have been produced in several laboratories by pretreatment of the cells with rhodamine 6G before cytoplast fusion. Both homoplasmic and heteroplasmic mice have been produced, allowing modeling of mtDNA transmission through the mouse germ line. We also briefly review and compare other transgenic approaches to modeling mtDNA dynamics, including mitochondrial injection into oocytes or zygotes, and embryonic karyoplast transfer. When breakthrough technology for mtDNA transformation arrives, cybrids will remain valuable for allowing exchange of engineered mtDNAs between cells.