Tin quốc tế
Công cụ “biên tập gene” CRISPR mới có thể chỉnh sửa sai hỏng trên RNA và DNA.
(sciencenews.org - 25/11/2018):

Công cụ “biên tập gene” mới có thể chỉnh sửacác lỗi sai trên gene mà những sai sót này chiếm một nửa các lỗi sai gây nêncác bệnh di truyền.

Các nhà nghiên cứu đã biến đổi các “gene biêntập” CRISPR/Cas9 làm cho CRISPR/Cas9 có khả năng chuyển adenine thành guanine,nghiên cứu được báo cáo vào ngày 25 tháng 10 trên tạp chí Nature bởi nhà SinhHóa học David Liu và cộng sự. Trong một nghiên cứu khác cũng được công bố vàongày 25 tháng 10 trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu của nhóm Feng Zhang,nhà nghiên cứu dẫn đầu trên mảng CRISPR, đã thiết kế lại một công cụ biên tậpgene có tên là CRISPR/Cas13 để chỉnh sửa cùng lỗi sai trong RNA thay vì trongDNA.

Cùng với các phiên bản của CRISPR/Cas9, các“công cụ biên tập” mới giúp các nhà khoa học có thêm công cụ để chỉnh sửa cácgene bệnh.

CRISPR/Cas9 là phân tử dùng để cắt DNA. Cácnhà khoa học có thể hướng dẫn những phân tử này đến đúng vị trí trên vật chấtdi truyền của vi sinh vật mà họ muốn cắt bằng đoạn RNA bắt cặp bổ sung vớitrình tự DNA tại vị trí mục tiêu. Công cụ CRISP/Cas9 đã được ứng dụng để tạo độtbiến hoặc sửa sai trên tế bào người và động vật, kể cả phôi người(ScienceNews, October,14  2017).

Sự đa dạng của việc cải tiến cho phépCRISPR/Cas9 có thể thay đổi chương trình di truyền mà không cần cắt DNA(ScienceNews August, 242016). Phiên bản gần đây nhất của các “công cụ biên tập nucleotide”nhằm mục đích chỉnh sửa những lỗi sai liên quan đến một nửa các lỗi sai gây nêncác bệnh di truyền, đã được sử dụng để thay đổi gene ở thực vật, cá, chuột và cảở phôi người.

Các “công cụ biên tập gene” không cắt này antoàn hơn phiên bản cắt DNA truyền thống, theo Gene Yeo, nhà sinh học RNA tạitrường Đại học California, San Diego. Ông phát biểu: “Chúng ta biết có những hạnchế trong việc cắt DNA”. Các lỗi sai thường tăng khi hệ thống tế bào cố gắng sửacác DNA sai hỏng. Và mặc dù không chính xác, CRISPR thường cắt DNA tại vị trítương tự vị trí mục tiêu, tăng khả năng xuất hiện các đột biến mới ở nơi khác.Yeo phát biểu: “Việc “biên tập” sai vị trí trên DNA có thể gây hậu quả xấu”.Hai bài báo trên đưa ra các cách giải quyết khác nhau cho vấn đề này.

Các “công cụ biên tập” mới cho phép các nhànghiên cứu viết lại cả bốn loại nucleotide tạo nên DNA và RNA. Bốn loạinucleotide trong đó Adenine (A) sẽ bắt cặp bổ sung với Thymine (T) (hay Uracil(U) ở RNA) và Guanine (G) sẽ bắt cặp với cytosine (C). Đột biến thay cặp C-Gthành cặp A-T xuất hiện từ 100 - 500 lần mỗi ngày trong tế bào người. Hầu hếtcác đột biến thường lành tính nhưng thỉnh thoảng chúng có thể làm thay đổi cấutrúc và chức năng của các protein tương ứng, hoặc gây trở ngại hoạt động củacác gene, dẫn đến bệnh. Khoảng một nửa trong số 32.000 đột biến kết hợp với cácbệnh di truyền ở người là do sự thay đổi C-G thành A-T, phát biểu của Liu, mộtđiều tra viên của Viện Y học Howard Hughes tại Đại học Harvard.

Trong RNA, một số enzyme tự nhiên có thể đảongược quá trình này. Tương tự, các enzyme có bản chất hóa học chuyển adeninethành inosine (I), loại nuclotide mà tế bào hiểu tương đương với G. Sự biên tậpRNA diễn ra thường xuyên ở bạch tuộc và các loài nhuyễn thể khác và thỉnh thoảngở người.
Zhang, Viện MIT và Harvard và các đồng nghiệp đã tạo ra loại enzyme “biên tậpRNA” có tên gọi là ADAR2 bằng công cụ chỉnh sửa gene theo chương trình. Nhóm bắtđầu với CRISPR/Cas13, công cụ thường cắt RNA.Việc làm cùn các lưỡi dao làm chocông cụ tốt hơn việc cắt lát. Zhang và cộng sự sau đó đã gắn phần chuyển đổi Athành I của ADAR2 lên CRISPR/Cas13.  Được cho là SỬA SAI, công cụ này đã kếthợp từ 13% đến 27% RNA của hai gene trong tế bào người được nuôi trên đĩa. Cácnhà nghiên cứu không phát hiện bất cứ thay đổi không mong muốn nào.

Sự biên tập RNA là tốt hơn đối với các bản sửalỗi tạm thời, như việc dừng các protein thúc đẩy phản ứng viêm. Liu nói “Tuynhiên để sửa nhiều đột biến, điều đó đòi hỏi việc chỉnh sửa DNA vĩnh viễn”.

Năm 2016, nhóm của Liu đã tạo ra “công cụbiên tập nucleotide”giúp chuyển C thành T. Các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc đãbáo cáo trên tạp chí Protein& Cell vào ngày 23 tháng 9 rằng họ sử dụng “công cụ biên tậpnucleotide” cũ trên phôi người để sửa chữa các đột biến mà nó gây nên bệnh rốiloạn máu beta-thalassemia. Tuy nhiên, công cụ biên tập này không thể tạo ra sựthay đổi từ A thành G.

Không giống như RNA, không có enzyme tự nhiênnào có khả năng chuyển A thành I trên DNA. Cho nên Nicole Gaudelli thuộc phòngthí nghiệm của Liu đã dùng E.coli đểlàm điều đó. Sau đó, các nhà nghiên cứu cố định phân tử chuyển đổi DNA của E.coli, TadA- gắn vàophiên bản “chết” của Cas9, đã bị vô hiệu hóa để không thể cắt cả 2 mạch DNA. Kếtquả là một công cụ biên tập nucleotide, gọi là ABE, đã chuyển cặp A-T thành cặpG-C đạt hiệu quả 50% trong tế bào người được thử nghiệm.

Liu nói, công cụ biên tập này làm việc gần giốngvới cây bút chì hơn là cây kéo. Trong thí nghiệm, nhóm của Liu đã sửa chữa cácđột biến ở tế bào người từ bệnh nhân mắc bệnh rối loạn lưu trữ sắt trong máu gọilà hereditary hemochromatosis. Nhóm cũng đã tái tạo các đột biến có lợi chophép tế bào máu tiếp tục tạo ra các hemoglobin thai nhi. Những đột biến này đượcbiết như là bảo vệ chống lại các tế bào hồng cầu hình liềm.

Một nhóm khác cũng báo cáo trên tờ Protein & Cell vàotháng 10 rằng các công cụ biên tập mới xuất hiện an toàn hơn so với công cụ cắt-dán CRISPR/Cas9 truyền thống. Kếtquả của Liu cũng ủng hộ điều đó. Nhóm của Liu đã tìm ra rằng việc cắt-dánCRISPR/Cas9 đã thay đổi tại 9 trong số 12 vùng "không phải mục tiêu”, chiếm14% lần. Những trình biên tập mới mà thay A thành G thì được thay đổi 4 trong số12 khu vực "không phải mục tiêu", chỉ chiếm 1,3% lần.

Liu nói, điều đó không chỉ ra rằng công cụ cắt-dán là không hiệu quả. “Thỉnh thoảng, nếu bạn muốn cắt một thứ gì, bạn không thểdùng một cây bút chì, bạn cần một cái kéo”.

 
Tin tức khác
NGHIÊN CỨU CHO THẤY HOẠT ĐỘNG CỦA GEN VÀO BUỔI SÁNG HÀNG NGÀY HƯỚNG ĐẾN SỰ RA HOA
CÁC NHÀ KHOA HỌC TẠO RA NGÔ NĂNG SUẤT CAO HƠN ĐỂ ỨNG PHÓ VỚI KHÍ HẬU TRONG TƯƠNG LAI
HỘI ĐỒNG NGŨ CỐC QUỐC TẾ DỰ BÁO SẢN LƯỢNG NGŨ CỐC CỦA TÂY BAN NHA SẼ TĂNG TRONG NĂM 2018-2019
ĐẬU TƯƠNG CHỈNH SỬA GEN ĐÃ ĐƯỢC THU HOẠCH TẠI MỸ
KHẢO SÁT: HẦU HẾT NGƯỜI MỸ CÒN NHẦM LẪN VỀ CÁC SẢN PHẨM BIẾN ĐỔI GEN
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: 114
Tổng số lượt truy cập: 672419
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