Patogēnas mtDNS mutācijas saturošu citoplazmatisko hibrīdu šūnu modeļu izveide un raksturošana

Abstract

Eikariotu šūnās ģenētisko materiālu DNS formā satur gan kodols, gan mitohondriji. Patogēnas mutācijas mitohondriālajā DNS (mtDNS) var izraisīt dažādas heterogēnas saslimšanas. Lai izpētītu, kā patogēnas mtDNS mutācijas ietekmē mitohondriju funkciju, var izmantot citoplazmatisko hibrīdu jeb cibrīdu šūnu modeļus. Bakalaura darba mērķis ir izveidot un raksturot patogēnas mtDNS mutācijas saturošus citoplazmatisko hibrīdu šūnu modeļus. Tika veikta pilna garuma mtDNS sekvenēšana, cibrīdu šūnu modeļu izveidošana, šūnu dzīvotspējas un OXPHOS enzīmu aktivitātes noteikšana. Pilna garuma mtDNS sekvenēšana tika veikta 20 pacientiem ar aizdomām par mitohondriālo saslimšanu. Trim pacientiem tika konstatēta kāda patogēna mutācija, divos gadījumos mutācija bija heteroplazmiskā stāvoklī. Tika izveidoti trīs cibrīdu šūnu modeļi. Tikai vienā gadījumā izdevās iegūt cibrīdu šūnu modeli, kas saturēja patogēno pacienta mutāciju. No šī modeļa tika izvēlēti vairāki cibrīdu šūnu kloni, kuriem tika veikts šūnu dzīvotspējas novērtējums un OXPHOS enzīmu aktivitātes noteikšana.

The genetic material of eukaryotic cells consists in both forms - the nuclear DNA and the mitochondrial DNA. Pathogenic mutations in mitochondrial DNA (mtDNA) can result in a variety of heterogeneous diseases. Cytoplasmic hybrid or cybrid cell models can be used to study the effects of pathogenic mtDNA mutations on mitochondrial function. The aim of this bachelor's thesis is to develop and characterize cytoplasmic hybrid cell models containing pathogenic mtDNA mutations. Full-length mtDNA sequencing, the creation of cybrid cell models with subsequent cell viability test and OXPHOS enzyme activity measurement were performed. Full-length mtDNA sequencing was performed in 20 patients with suspected mitochondrial disease. Pathogenic mutations were detected in three patients, and in two cases the mutation was in a heteroplasmic state. Three different types of cybrid cell models were developed, but only one line harboring pathogenic patient mutation was obtained at the end of experiments. Several clones from this cybrid cell model were selected and further evaluated for cell viability and OXPHOS enzyme activity.