Trang Chính
Portal
Tìm kiếm
Latest images
Đăng ký
Đăng Nhập
Khả năng chỉnh sửa gen mang lại một tiềm năng vô hạn, hữu dụng, và có tính cách mạng như được nêu trong một ấn phẩm của Johannes Gutenberg. Là phát minh của Gutenberg, hầu hết các công cụ chỉnh sửa gen đều khó sử dụng, chậm chạp, và đắt đỏ-một kỹ thuật toàn diện vẫn đang được ấp ủ. Ngày nay, các nhà nghiên cứu của Đại học Harvard đã phát triền các công cụ chỉnh sửa quy mô genome vừa nhanh chóng và dễ dàng như khi soạn thảo văn bản; có thể tái lập genome của các tế bào sống sử dụng bộ máy di truyền tương tự trong nghiên cứu và thay thế nó-hoặc kết hợp chúng để tái thiết kế trong các chủng tế bào mới lạ, khác biệt với tổ tiên.
Giáo sư di truyền học của trường Y Harvard, Gorge Church, nói “Có ba mục tiêu trong quá trình tạo ra sự thay đổi”. Mục tiêu đầu tiên là đưa thêm chức năng mới vào tế bào thông qua sự mã hóa các amino acid mới và hữu ích. Mục tiêu thứ hai là phải đạt được sự an toàn để tránh sự chuyển giao chéo giữa các sinh vật biến đổi gen và sinh vật hoang dã. Thứ ba là tạo được khả năng chống chịu với nhiều loại virus bằng cách tái tạo bộ mã di truyền bị tấn công bởi virus. Trong ngành công nghiệp nuôi cấy vi khuẩn sản xuất dược phẩm và năng lượng, những virus như thế ảnh hưởng đến 20 phần trăm sản lượng nuôi cấy ở công ty công nghệ sinh học Genzyme, và làm công ty này thua lỗ từ vài trăm triệu đến hơn 1 tỷ đô-la.
Trong tạp chí Science, các nhà nghiên cứu mô tả cách thức họ thay thế các codon ở 32 chủng E. coli, và sau đó điều chế các chủng được chỉnh sửa di truyền theo một hướng tiến hóa trở thành một dòng tế bào đơn chứa 314 codon bị thay thế. Gs. Harris Wang của công ty MIT Media Lab cho biết có nhiều bản hiệu chỉnh vượt khỏi khả năng của các phương pháp hiện nay do vấp phải hai vấn đề hệ trọng.
Sơ đồ genome của E. coli (từ NCBI)
Trong mã di truyền thì hầu hết các codon sẽ tạo ra amino acid-đơn vị cấu trúc của protein. Nhưng một số codon có tác dụng “nói” cho tế bào biết thời điểm để dừng bổ sung amino acid vào chuỗi protein đang tổng hợp, và nó là một trong các codon “kết thúc” mà các nhà nghiên cứu ở Harvard nhắm tới. Trong 314 mẫu, codon kết thúc TAG là một codon hiếm nhất trong genome của E. coli, và là mục tiêu để thay thế. Sử dụng một kỹ thuật được gọi là “hiệu chỉnh genome tự động phức hợp” (multiplex automated genome engineering, MAGE), nhóm nghiên cứu đã thay thế codon ATG bằng một codon kết thúc khác – TAA, trong tế bào E. coli sống. (MAGE được gọi là bộ máy tiến hóa do nó có khả năng gia tốc các thay đổi di truyền mục tiêu trong tế bào sống)Trong khi MAGE là một thiết bị kỹ thuật quy mô nhỏ, tạo ra các tế bào chỉ thay được một vài codon ATG bằng các codon TAA, nhóm nghiên cứu thiết kết được 32 chủng thực hiện cùng một lúc được thay thế các codon TAA có thể. Sau đó sử dụng khả năng vốn có của vi khuẩn để chuyển các gen chứa codon TAA ở quy mô lớn hơn nữa. Phương pháp mới này gọi là “hiệu chỉnh genome tập hợp liên hoàn” (conjugative assembly genome engineering, CAGE), giống với một giải đấu playoff-một trật tự có thứ bậc để sàng lọc từ 16 cặp xuống 8 đến 4, rồi 2 và 1-với mỗi chủng thành công ở mỗi vòng sẽ có thêm codon TAA và ít dần codon TAG.
Gs. Issacs nói: “Chúng tôi đang kiểm tra các thuyết cũ của nhiều thập kỷ qua về sự bảo thủ của mã di truyền, và đưa ra khả năng tạo ra các thay đổi này trên quy mô toàn genome”
Gs. Eager chia sẻ kỹ thuật tiềm năng này, nhóm nghiên cứu đã đăng tải kết quả của họ khi thiết bị CAGE đi đến vòng bán kết. Các kết quả cho thấy bốn chủng cuối cùng đều ở trạng thái khỏe mạnh, thậm chí khi họ tập hợp thành bốn nhóm có 80 sự thay thế trải dài trên nhiễm sắc thể có hơn 1 triệu cặp base DNA. “Chúng tôi đã gặp phải nhiều nghi vấn về những gì đang thực hiện để tạo ra nhiều sự thay đổi và duy trì sức khỏe cho các tế bào. Nhưng đó là những gì chúng tôi thấy”, Gs. Carr cho biết.
Các nhà khoa học tự tin rằng họ sẽ tạo ra một chủng đơn lập có các codon TAG được thay thế hoàn toàn. Bước tiếp theo, họ nói, là xóa bỏ cơ chế đọc gen chứa TAG của tế bào – tạo ra loại codon với mục đích hoàn toàn mới, ví như sẽ mã hóa một amino acid mới lạ. Gs. Wang nói: “Chúng tôi đang thách thức nhân loại để nghĩ về bộ gen-genome như là một thứ gì đó dễ chỉnh sửa, dễ uốn nắn”.
Nguồn:http://ireb.hueuni.edu.vn/modules.php?name=News&op=viewst&sid=292
