CNSH lĩnh vực khác
Các nhà khoa học chứng minh sự liên hệ giữa bộ gene với các mô khỏe và mô bệnh
(engineering.princeton.edu - 25/11/2018):

Bộ gene của chúngta giúp phân biệt người này với người khác – với vô số các biến thể giữa các cánhân khác nhau mã hóa nên sự phức tạp ở các mô và chức năng trên toàn bộ cơ thể.Từ khi các nhà khoa học lần đầu tiên giải mã một đoạn trong bộ gene người khoảng15 năm trước, vẫn còn rất nhiều câu hỏi chưa được giải đáp, hai trong số chúngđã trở thành mục tiêu cho một đồng nghiên cứu mới của một nhà khoa học máy tínhtại Đại học Princeton: Mặc cho sự phức tạp của hàng tỷ các bit thông tin ditruyền và sự đa dạng ở con người, liệu có thể phát triển một mô hình cơ học thểhiện các chức năng của một cơ thể khỏe mạnh? Xa hơn thế, liệu mô hình này có thểđược sử dụng để tìm hiểu cách các căn bệnh hình thành?

Một đội ngũ các nhà khoa họcthuộc Tổ chức quốc tế Phân tích Biểu hiện Gene thành Kiểu Gene ở các Mô(Geneotype-Tissue Expression Consortium, GTEx) đã công bố các khám phá về sự đadạng di truyền có tác động như thế nào lên quá trình điều hòa gene ở 44 loại môkhác nhau. Báo cáo được đăng trên tạp chí Nature, dữ liệu giúp thiết lập một kiếnthức nền tảng về vai trò của sự đa dạng di truyền giúp duy trì các mô ở người.Các nhà khoa học cho rằng nghiên cứu đã cho thấy thật sự các dữ liệu trên nhiềumô, nhiều cá thể có thể được dùng để xác định cơ chế điều hòa gene và giúpnghiên cứu nền tảng di truyền của các căn bệnh phức tạp.

Nghiên cứu dẫn đến những khámphá trên là một phần trong một nỗ lực lớn nhằm hiểu rõ hơn về điều hòa và biểuhiện gene, được thực hiện bởi tổ chức GTEx, một Viện nghiên cứu Sức khỏe Quốcgia thành lập năm 2010 bao gồm các nhà khoa học từ khoảng 80 viện nghiên cứukhác nhau.

“Mục đích duy nhất là tìm hiểuđiều hòa và biểu hiện gene trong các loại mô khác nhau,” Barbara Engelhardt,Phó Giáo sư khoa Khoa học Máy tính tại Đại học Princeton, một trong bốn tác giảcủa bài báo và là người đứng đầu của GTEx, phát biểu. “Điều này thật sự rấtquan trọng để hiểu được cơ chế gây bệnh của các lỗi điều hòa gene”.

Các nhà khoa học chỉ đang bắt đầukhám phá làm thế nào sự đa dạng di truyền trong 22.000 gene của chúng ta – cũngnhư những vùng “không mã hóa” trong bộ gene – đã hình thành nên các tính trạngphức tạp, từ chiều cao cho đến bệnh tự kỷ. Hơn nữa, các nhà khoa học cũng tìmhiểu sự tương tác giữa các gene và môi trường. Những điều chưa hiểu rõ lại nắmgiữ bí mật về cách thức mà đa dạng di truyền góp phần vào những rối loạn như bệnhtâm thần phân liệt hay bệnh Parkinson.

Trước khi tìm hiểu về sự phức tạpnày đầu tiên cần phải mô tả được chức năng bình thường của các mô, và đòi hỏiphải có các mẫu mô. Để thu mẫu, các nhà khoa học GTEx cần nhận được sự đồng ý từcác gia đình có thân nhân qua đời để thu thập 50 mẫu mô khác nhau ngay sau thờiđiểm tử vong. Mẫu từ nhiều cơ quan và máu, và gồm cả 10 vùng não khác nhau. Tổngcộng các mẫu nhận được từ 449 cá nhân hiến tặng.
“Những loại mô này rất khó thu nhận từ những người hiến tặng khỏe mạnh”Engelhardt cho biết. “Với sự cảm kích vô cùng dành cho các cá nhân hiến tặng,chúng tôi đã nhận được những mẫu vật làm nguồn vật liệu. Chúng tôi giờ có thểgiải thích mối liên hệ giữa các kiểu gene và các căn bệnh bằng cách xem tác độngcủa các kiểu gene có nguy cơ cao làm bệnh trở nặng ở các mức độ biểu hiện genexảy ra trong mô bệnh, bao gồm cả mô não.”

Trong khi nghiên cứu vẫn cònđang tiếp tục, kết quả này đã thể hiện quy mô phân tích lớn nhất ở thời điểm hiệntại, bao gồm hơn 7.000 mẫu mô. Nhóm của Engelhardt có trách nhiệm lập bản đồliên hệ giữa các biến thể di truyền và các mức độ biểu hiện gene trên các NSTkhác nhau, một sự liên hệ được biết đến như “loci điều khiển tính trạng số lượngdo biểu hiện gene từ khoảng cách xa (trans-expression quantitative traitloci, trans-eQTLS).”Ngược lại, cis-eQTLS– chịu trách nhiệm cho đa số các biến đổi di truyền gây tác động lên biểu hiệngene – điều hòa gene có vị trí gần trên cùng một NST. Trans-eQTLS được xác địnhđặc biệt khó xác định vì sự phức tạp về mặt sinh học và tính thống kê củachúng, Engelhardt trình bày, nhưng chúng có thể nắm giữ câu trả lời cho nhữngtính trạng phức tạp theo hướng bao quát hơn cis-eQTLs.

Vai trò của Engelhardt và nhómcủa cô trong nghiên cứu bao gồm lập bản đồ và giải mã các trans-eQTLs họ tìm thấytrên các mẫu mô. Sau khi loại bỏ các biến số nhân tạo có thể gây rối kết quả, họthực hiện 3.500 tỷ bài tính thống kê trên mỗi đột biến trong bộ gene so sánh vớitừng gene được biểu hiện trên mỗi 44 loại mô. Họ sử dụng các kỹ thuật thống kêbổ sung để sửa chữa những lỗi dương tính giả trong dữ liệu, kết quả là họ thuđược dữ liệu của hàng trăm các trans-eQTLs.Trong nghiên cứu, họ xác nhận thêm rằng biến thể di truyền gần ở dạng cis-eQTLs ảnh hưởng sự biểuhiện của khoảng 50% gene trong các mẫu. Tuy nhiên, công việc này gợi ý rằng consố có khả năng tăng lên 100% nếu lượng mẫu được bổ sung thêm trong tương lai.

“Bảng phân loại bao quát mà tổchức GTEx cung cấp đã đưa chúng ta tiến một bước gần hơn về giải mã sự điều hòatrong bộ gene,” Yoav Gilad nói, một nhà di truyền học ở Đại học Chicago khôngtham gia vào nghiên cứu nhưng là một bình luận viên khoa học trên tạp chí chobiết. “Các hệ quả của biến thể di truyền trong biểu hiện gene đang dần trở nêndễ hiểu hơn.”

Một biến thể trans-eQTLs đang được chúý được tìm ra trong nghiên cứu là một đột biến làm gia tăng nguy cơ ung thư tuyếngiáp. Nó nằm cạnh yếu tố điều hòa phiên mã chuyên biệt của tuyến giáp, mộtprotein điều khiển tốc độ biểu hiện gene tại tuyến giáp. Trước nghiên cứu này,các ảnh hưởng của yếu tố điều hòa phiên mã vừa nêu, gọi là FOXE1, lên các mức độphiên mã khác nhau chưa được hiểu rõ. Các nhà khoa học đã có thể lập lại phântích này bằng cách so sánh các mô tuyến giáp khỏe mạnh của tổ chức GTEx với 500mẫu các khối u tuyến giáp do Hội lập Bản đồ Gene Ung thư (The Cancer Geneome Atlas)cung cấp, và củng cố thêm bằng chứng về vai trò hết sức quan trọng của FOXE1 trong các giaiđoạn của tế bào.

Với các kết quả này, “Chúng tôicó thể bắt đầu tìm hiểu làm thế nào để định hướng các gene chuyên biệt giúp chữabệnh ung thư tuyến giáp,” Engelhardt bổ sung thêm. “Rất nhiều bệnh về tuyếngiáp có khả năng sẽ được ngăn chặn bằng cách thay đổi mức độ biểu hiện gene củayếu tố điều hòa phiên mã chuyên biệt tại tuyến giáp, vì vậy trong tương laichúng tôi muốn nghiên cứu sâu hơn về FOXE1.”

Trong khi nghiên cứu cho thấy mộtbước đầu khả quan về tìm hiểu các eQTLs ảnh hưởng như thế nào đến sự điều hòavà biểu hiện gene, Engelhardt cho biết cô và các đồng nghiệp đang thiếu mẫunghiên cứu để có thể hiểu rõ hơn về trans-eQTLs.Tổ chức GTEx hiện tại đang làm một phân tích cần đến số mẫu gấp ba lần lượng mẫuhiện tại. Thêm vào đó, họ hy vọng sẽ sớm mở rộng dự án sang một nhóm dân số mớikhông đại diện (thiểu số) dựa trên những thành quả đã đạt được.

“Giá trị của những nhóm dữ liệutrên là những hiểu biết được giải mã về nghiên cứu hệ gene ở quy mô lớn”Engelhardt kết luận. “Chúng cực kỳ hữu ích cho việc hiểu tường tận các bệnh ditruyền, và hy vọng rằng, dự án sẽ được cung cấp thêm nhiều mẫu và được phântích tốt hơn.”

 

 

 
Tin tức khác
Gen có liên quan đến bệnh Alzheimer thông qua sử dụng CRISPR
Chuột con được sinh ra từ bố mẹ cùng giới tính
Khám phá cơ chế hoạt động của loại protein liên quan đến ung thư và tự kỷ
Vi khuẩn xây dựng tơ nhện sinh học tổng hợp bằng cách kết hợp protein
Thử nghiệm thành công giai đoạn đầu vắcxin mới phòng HIV/AIDS
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 129
Tổng số lượt truy cập: 672506
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn