Mutace v mitochondriální DNA mohou být dědičné nebo se mohou vyskytnout de novo, což vede k několika oslabujícím myopatiím bez možnosti léčby a s několika málo nebo žádnými účinnými léčebnými postupy. Alotopická exprese překódovaných mitochondriálních genů z jádra má potenciál jako strategie genové terapie těchto stavů, nicméně pokrok v této oblasti brzdí technické problémy. V této práci jsme použili optimalizaci kodonů jako nástroj k přepracování protein kódujících genů lidského mitochondriálního genomu pro robustní a účinnou expresi z jádra. Všech 13 kodonově optimalizovaných konstruktů vykazovalo při přechodné expresi podstatně vyšší expresi proteinů než minimálně kódované geny a ustálené hladiny mRNA optimalizovaných genových konstruktů byly 5-180krát obohaceny oproti překódovaným verzím ve stabilně selektovaných buňkách divokého typu. Osm ze třinácti mitochondriálně kódovaných proteinů oxidativní fosforylace (OxPhos) si po stabilní selekci zachovalo expresi proteinů s mitochondriální lokalizací expresních produktů. Hodnotili jsme také užitečnost této strategie při záchraně buněčných modelů mitochondriálních onemocnění a zjistili jsme, že schopnost záchrany alotopických expresních konstruktů je genově specifická. Alotopická exprese kodonově optimalizovaného ATP8 v modelech onemocnění mohla obnovit hladinu proteinu a respirační funkci, avšak záchrana patogenního fenotypu jiného genu, ND1, byla úspěšná pouze částečně. Tyto výsledky naznačují, že ačkoli samotná optimalizace kodonů nestačí k funkční alotopické expresi většiny mitochondriálních genů, je nezbytným faktorem při jejich návrhu.
.