CNSH lĩnh vực khác
Cách thức một protein ở người dưới dạng đơn phân và nhị phân ngăn chặn HIV
(eurekalert.org/ - 25/11/2018):

Năm mươi nămtrước, một nhóm các protein giúp con người có khả năng miễn dịch tự nhiên trướcvirus HIV-1 đã được khám phá. Tuy nhiên, HIV-1 là một virus khôn ngoan đã tiếnhóa chống lại những protein này. Những nhà khoa học ở Northeastern cùng sự hỗtrợ của các đồng sự đã nghiên cứu các protein kể trên trong nhiều năm để giúphiểu rõ hơn về chức năng và cơ chế của chúng hy vọng giúp chúng chống lạiHIV-1.

Nghiên cứu đượcđăng tải trên NatureCommunications, đánh dấu sự hợp tác giữa Mark Williams - Giáo sưVật lý Đại học Northeastern, nghiên cứu sinh hậu Tiến sĩ Mike Morse, Giáo sưLinda Chelico – Đại học Saskatchewan, Canada, và Ioulia Rouzina - Đại học bangOhio. Công trình này nghiên cứu các khả năng gây ức chế HIV-1 của một proteintrên người có tên gọi là APOBEC3G (A3G).

Khám phá nàychứng minh rằng khi protein A3G từ một protein đơn phân (monomer) phát triểnthành một phức hợp nhị phân (dimer), chức năng của nó chuyển từ một proteinbiên tập gây đột biến DNA virus trở thành một vật cản cho sự tăng sinh củavirus.

“Tôi hoàn toànngạc nhiên trước khả năng các dimer này có thể thực hiện được,” Williams phátbiểu. “Chúng tôi đã thu thập dữ liệu từ rất lâu, nhưng phải mất một thời giandài để nhận ra cách duy nhất để hiểu được dữ liệu này: các dimer chính là môhình khiến các chức năng của protein bất ngờ bị thay đổi.”

Phòng thí nghiệmcủa Williams về Lý Sinh Phân tử có chuyên môn về các thiết bị gọi là nhíp quanghọc (optical tweezers) dùng trong nghiên cứu các phân tử DNA đơn phân hay cácphức hợp DNA-protein. Công cụ này giữ DNA và RNA giữa hai hạt polystyrene đểquan sát các tương tác với DNA thông qua những thay đổi về độ dài và áp lực. Sửdụng kỹ thuật trên, phòng thí nghiệm đã nghiên cứu được nhiều hệ thống sinh họckhác nhau bao gồm sự tăng sinh của HIV-1. Một sự kết hợp giữa những kỹ thuật lýsinh này với các thí nghiệm hoạt tính enzyme và các dạng đột biến A3G do tạo raở lab của Chelico đã giúp cho Williams và Morse so sánh protein ở dạng nguyênthủy với các dạng đột biến có cấu trúc bị biến đổi. Điều này cho phép táchriêng quá trình hình thành nên protein dạng dimer hóa có khả năng gắn cố định.

Trong suốt 12 nămqua, phòng thí nghiệm của Williams đã nghiên cứu về sự tăng sinh của HIV-1 nhờnguồn tài trợ của NIH. Dự án gần đây nhất của họ là tìm hiểu về các proteinmiễn dịch tự nhiên có thể giúp con người tự miễn dịch với HIV-1. Có bảy proteinthuộc họ APOBEC3, một số chúng chống lại các retrovirus như HIV-1, số kháckháng các retrotransposon, các nguyên tố di truyền tự nhân lên trong hệ gen vàcó khả năng gây bệnh.

Tất cả cácprotein APOBEC3 ở dạng các phân tử cytidine deaminase, cho phép chúng “biêntập” DNA mạch đơn bằng cách thay đổi các nucleotide, gây ra các đột biến khiDNA nhân đôi. Tuy nhiên, AP3 cũng có chức năng khác hoàn toàn trái ngược. Thayvì nhanh chóng lượn qua sợi DNA để thay đổi các nucleotide, nó lại trở thànhmột protein gắn cố định ngăn cản quá trình phiên mã ngược diễn ra, chấm dứt sựtăng sinh của HIV-1. Điều này xảy ra do quá trình oligomer hóa, đó là hiệntượng các phân tử protein đơn phân (monomer) kết hợp lại để hình thành các phứchợp protein đa phân tử hay các oligomer.

“Ý tưởng về việcdi chuyển nhanh và tạo ra các thay đổi, nhưng đồng thời cũng ngăn cản thứ khácdi chuyển nghe có vẻ không hợp lý lắm,” William nói. “Vì vậy sự oligomer hóa làmấu chốt của vấn đề. Chúng khởi động nhanh và di chuyển, theo thời gian chúngoligomer hóa và dần trở nên chậm chạp”.

Nhóm nghiên cứuđã công bố khám phá về sự oligomer hóa vào năm 2014 trên tạp chí Nature Chemistry. Côngtrình của họ cho thấy sự phát triển của một phức hợp protein khiến protein dichuyển chậm lại, nhưng chưa rõ phải cần bao nhiêu protein để làm chậm phức hợptrên. Nếu cần số lượng lớn, kết quả có thể không tương thích với quá trình tăngsinh ở virus. Hơn nữa, họ nhận thấy các phức hợp bị chậm, nhưng không thể xácđịnh liệu các phức hợp chậm này có hoạt tính enzyme hay không. Nhưng giờ đây,họ đã tìm được lời giải đáp cho những câu hỏi quan trọng trên.

“Trong các thínghiệm mà chúng tôi trực tiếp quan sát sự gắn kết của các protein với DNA, vàGiáo sư Chelico xem xét hoạt tính enzyme của A3G, chúng tôi nhận thấy rằngtrong thời gian ngắn dưới dạng monomer, protein gắn vào và tách ra khỏi sợi DNArất nhanh và có hoạt tính enzyme cao,” Morse cho biết. “Nhưng một khi chúnghình thành các oligomer, sự bám dính trở nên bền chắc hơn và không thể rời ranhanh chóng. Giáo sư Chelico có thể nhận thấy hoạt tính enzyme giảm dần khi quátrình này diễn ra nên kết quả nhận được là có hai chức năng cho một protein –có hoạt tính enzyme trong một thời gian khi ở dạng đơn phân, và chức năng thứcấp vào một thời gian khác sau khi bị oligomer hóa”.

Nghiên cứu củahọ đã phát hiện điều này xảy ra ngay cả với hai protein kết hợp với nhau, hìnhthành một dimer. Cấu trúc dimer đủ khả năng tạo một phức hợp bền vững và làmthay đổi chức năng của protein. Vì chỉ cần có dimer, việc ngăn cản quá trìnhphiên mã ngược có thể diễn ra. Giờ đây, chức năng quan trọng này có vẻ tươngthích về mặt sinh học hơn.

“Khi biết đượclàm thế nào để ngăn chặn HIV-1 có thể là hướng đi giúp thiết kế các phương phápmới nhằm sản xuất thuốc chống HIV. Virus HIV-1 đã phát triển protein riêng củachúng để lừa tế bào làm phân hủy các protein APOBEC, vì vậy nếu chúng ta tìm racách ngăn chặn sự phân hủy, có thể chúng ta sẽ thúc đẩy được hoạt tính củaprotein ngăn chặn HIV-1” Williams kết luận.

Phòng thí nghiệmcủa Williams tại Đại học Northeastern đang lên kế hoạch tiếp theo để nghiên cứuvề các protein APOBEC khác có khả năng ngăn chặn HIV-1 hay các retrotransposon.Thông qua nghiên cứu những protein trên bằng các thiết bị đo đạc chuyên dùng,phòng thí nghiệm của họ hy vọng sẽ hiểu rõ hơn về cơ chế điều hòa, hoạt tính vàcác quy trình của protein để giúp chúng ta có sự chuẩn bị tốt hơn trong việcđối phó với HIV và những căn bệnh khác.

 

 
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: 122
Tổng số lượt truy cập: 672439
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