Vinamilk

Thành tựu khoa học mang tính lịch sử của nhân loại: Lập trình thành công bộ gene của vi khuẩn

(SHTT) - Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge mới đây đã tạo nên bước ngoặt lớn cho nền khoa học của nhân loại khi viết lại thành công DNA của vi khuẩn Escherichia coli. Đây là bước tiến mới giúp tìm ra các loại thuốc hiệu quả chống lại bệnh dịch do virus bùng phát trong tương lai.

Theo các nhà khoa học, thông thường, mỗi gene trong bộ gene sự sống được mã hóa bởi 4 phân tử cơ bản là Adenine, Thymine, Guanine và Cytosine (A,T,G và C), trong đó mỗi gene có thể được tạo thành từ hàng nghìn phân tử. Gene không chỉ chứa những thông tin di truyền, mà nó còn cung cấp những thông tin để tế bào sản sinh ra các loại protein khác nhau cho sinh vật, một thứ mà không thể thiếu đối với con người. Bởi protein đảm đương nhiều nhiệm vụ trong cơ thể con người từ việc vận chuyển oxy trong máu đến tạo ra lực trong cơ bắp.

  TS Jason Chin, nhà sinh học phân tử tại Đại học Cambridge cho biết, ông luôn bị hấp dẫn bởi sự dư thừa của bộ gene và tự hỏi liệu tất cả những đoạn ADN này có cần thiết cho sự sống không. Cụ thể, các nhà khoa học ĐH Cambridge đã từng nghiên cứu để xây dựng bộ gene tổng hợp dài gồm 1 triệu cặp phân tử. Nhưng bộ gene mới đây được các nhà khoa học này xây dựng trên vi khuẩn Escherichia coli (E.coli) gồm 4 triệu cặp phân tử với phương pháp hoàn toàn mới. 

vi khuan e coli

Ảnh quét màu của vi khuẩn E. coli. Các nhà khoa học tại Đại học Cambridge đã tạo ra vi khuẩn với DNA được mã hóa lại. Ảnh: Carl Zimmer. 

Bên cạnh đó, việc sản xuất mỗi amino axit trong các tế bào được định hướng bởi 3 gốc phân tử được sắp xếp trong chuỗi ADN, mỗi bộ 3 này được gọi là 1 codon. Vì chỉ có 20 loại amino axit nên các nhà khoa học cho rằng bộ gene chỉ cần 20 codon là đủ để tạo ra chúng. Tuy nhiên, mã di truyền của con người dư thừa rất nhiều bởi nhiều lý do khác nhau. 

“Tất cả các dạng sống phổ biến từ sứa đến con người chỉ sử dụng 64 condon, nhưng chúng tôi thực sự không có câu trả lời cho phần dư thừa lại của bộ gene. Do đó, tôi cùng các cộng sự đã nghiên cứu để tạo ra một sinh vật sống khác, tự tìm lời giải cho câu hỏi của mình”, TS Chin cho biết.

Do bộ gene mới quá dài và cực kỳ phức tạp để đưa vào một tế bào, các nhà nghiên cứu đã xây dựng các phân đoạn nhỏ và hoán đổi từng mảnh trong bộ gene của vi khuẩn E.coli. Cuối cùng, sau hơn 18.000 lần chỉnh sửa, toàn bộ gene của E.coli được thay 100% bằng gene nhân tạo. Sau khi vi khuẩn này được tạo ra, chúng phát triển chậm hơn nhưng may mắn là chúng không bị chết, đó là tín hiệu đáng mừng cho các nhà khoa học. 

Với thành công này, các nhà khoa học ĐH Cambridge khẳng định, loại vi khuẩn nhân tạo mới có DNA tổng hợp sẽ ngăn chặn được các mối nguy do vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh đang ngày càng lan rộng hiện nay.

ma hoa dna

 Việc viết được hoàn chỉnh được các nhà khoa học hy vọng sẽ mở ra bước tiến mới trong việc xử lý các loại vi khuẩn kháng thuốc hiện nay.

“Đây là một công trình nghiên cứu mà từ trước đến nay chưa ai từng làm được”, Tom Ellis, Giám đốc Trung tâm Sinh học tổng hợp Đại học Hoàng gia London khẳng định. Do đó, chúng ta có thể hy vọng rằng một ngày nào đó trong tương lai gần các nhà khoa học sẽ sớm tạo ra dạng sinh vật giúp sản xuất được các loại thuốc mới hoặc các hợp chất có giá trị khác trong điều trị bệnh. Đồng thời, những vi khuẩn tổng hợp nhân tạo này cũng có thể cung cấp về cách mà mã ADN đã được sinh ra trong giai đoạn đầu của sự sống trên Trái đất.

Khả An


Vinamilk
Sunshine

Xuân Tài
SO HUU TRI TUE