Methionine (Met) là một amino acid chứa lưu huỳnh có vai trò quantrọng trong đời sống của thực vật, là tiền chất của các hợp chất trao đổi thứcấp cần thiết trong tế bào. Khi xuất hiện sự thay đổi của yếu tố vô sinh, cácphân tử protein giàu Met (Methionine Rich Protein, MRP) dễ dàng bị ôxi hóamethionine liên kết thành dạng methionine sulfoxide (MetO) thông qua phản ứngtạo gốc ôxi hóa tự do (Reactive Oxygen Species, ROS). Quá trình này làm thayđổi cấu trúc của phân tử protein dẫn đến sự mất chức năng hoặc làm phân hủychúng. Các nghiên cứu trước đây cho thấy tác hại của quá trình ôxi hóa Metthành MetO gây nên sự giảm khả năng phòng thủ, kích thích quá trình lão hóa củatế bào, từ đó làm giảm sức sống của cây trồng. Trong sinh vật sống, MetO đượcsửa chữa thành Met bởi hoạt động của họ enzyme methionine sulfoxide reductase(MSR). Những nghiên cứu trước đây cho thấy, hoạt động của enzyme MSR tạo ranhững tác dụng tích cực đến sinh vật, như kéo dài tuổi thọ ở động vật, tăng khảnăng đề kháng, đặc biệt là tăng tính chống chịu các điều kiện bất lợi ở thực vật...Ở Việt Nam, cho đến nay chưa có công trình đã công bố nào mô tả đầy đủ cơ chếsửa chữa của enzyme MSR ở thực vật. Có thể thấy rằng, những hiểu biết về vaitrò của enzyme MSR trong cây trồng là rất cần thiết khi có sự tác động của yếutố bất lợi; từ đó tạo tiền đề cho công tác chọn tạo giống cây trồng thích nghivới tình trạng biến đổi khí hậu.
Xuất phát từ hướng nghiên cứucơ bản về tính chống chịu của thực vật, nhóm nghiên cứu tại Viện Di truyền nôngnghiệp do TS. LêTiến Dũng làm chủ nhiệm, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu protein mẫn cảm với oxi hóamethionine và vai trò của enzyme methionine sulfoxide reductase đối với câynông nghiệp” trong thời gian từ năm 2014 đến 2016.
Một số kết quả của nghiên cứu:
- Đã xác định các protein giàuMethionine (MRP) trên các đối tượng nghiên cứu. Cụ thể, tìm kiếm protein vớitiêu chuẩn có kích thước lớn hơn 95 gốc amino acid và chứa 6% hàm lượng Met, đãxác định được 121 gene mã hóa MRPs ở Arabidopsis thaliana và 213 gene mã hóaMRPs trong bộ gen của đậu tương (Glycine max). Chức năng của một nửa số gene mãhóa MRP trên các đối tượng nghiên cứu chưa được biết đến. Các gene còn lại chủyếu tham gia vào các quá trình quan trọng trong tế bào, ví dụ như điều hòaphiên mã, vận chuyển Canxi, thay đổi protein và vận chuyển kim loại.
- Đã thiết lập dữ liệu về sự biểuhiện của gen mã hóa MRPs trong điều kiện thường và điều kiện bất lợi: đã xác địnhđược 57 gene AtMRPs đáp ứng với điều kiện hạn và mặn ở Arabidopsis, trong khicó 35 GmMRPs có mức độ phiên mã đáp ứng với điều kiện hạn ở lá ở cuối giai đoạnsinh dưỡng hoặc đầu giai đoạn sinh thực ở đậu tương.
- Đã phát hiện và phân tích các gene mã hóa cho enzyme methioninesulfoxide reductase (MSR) với 7 gene mã hóa MSRA, bao gồm 3 cặp gene lặp trongbộ gene của đậu tương.
- Đã tạo cây Arabidopsis siêubiểu hiện gene mã hóa MSR và phân tích cây chuyển gene