Protein bí ẩn làm biến đổi DNA của người thành các hình dạng khác nhau

VNR Content

04/06/2021

Sự khác biệt giữa DNA của người và DNA của các loài động vật khác không chỉ giới hạn ở việc sắp xếp các chữ cái trong mã di truyền mà nó còn thể hiện qua những khác biệt trong nhân tế bào. Cụ thể là hình dạng của các nhiễm sắc thể mang các đặc tính di truyền.

Claire Hoencamp - ứng viên tiến sĩ sinh học ung thư tại Đại học Amsterdam chia sẻ với Live Science trong một video call rằng: "Khi xem xét DNA của muỗi và của người chúng tôi đã phát hiện trong nhân tế bào của muỗi, các nhiễm sắc thể gấp khúc ở đoạn giữa, chúng khác với DNA ở người". Hoencamp đang nghiên cứu về condensin II (một loại phức hợp protein pentameric cần thiết cho sự ngưng tụ nhiễm sắc thể), chúng tham gia vào quá trình phân chia tế bào.

Trong một thí nghiệm mới đây, cô đã loại bỏ protein này ra khỏi tế bào người để quan sát sự ảnh hưởng của nó đối với chu kỳ tế bào. Tuy nhiên, cô nhận thấy rằng những nhiễm sắc thể không tái tạo giống như DNA bình thường, thay vào đó, nó biến đổi theo dạng gấp khúc giống bên trong nhân của muỗi. Ngoài ra, Olga Dudchenko – nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trung tâm Kiến trúc Gen Đại học Baylor, Texas đang phân loại gen dựa trên sự hình thành cấu trúc 3D của nhiễm sắc thể, cô đã phát hiện một số mô hình đặc biệt.

Về cơ bản, các nhiễm sắc thể ở người được phân loại theo 2 mô hình cơ bản là dạng xoắn và dạng có vách ngăn. Chúng khác với sự sắp xếp lỏng lẻo ở gen của muỗi. Hầu hết tất cả các loài đều có hình dạng nhiễm sắc thể tương đồng với hai hình dạng cơ bản. Tuy nhiên, nghiên cứu của cô đã chỉ ra rằng nhiểm sắc thể của một số loài ban đầu có hình dạng xoắn sau đó phát triển thành hình dạng vách ngăn hoặc ngược lại.

Nghiên cứu của các nhà khoa học được trình bày tại hội nghị ở Áo, kết quả phân tích cho thấy các nhà khoa học đã có những cách tiếp cận khác nhau từ cùng một vấn đề. Cụ thể, Hoencamp đã tìm thấy một loại protein hình thành sự gấp khúc của các nhiễm sắc thể còn Dudchenko đã phát hiện ra thí nghiệm của Hoencamp qua việc theo dõi trình tự tiến hóa. Từ đó, các nhà khoa học quyết định hợp tác nghiên cứu để tìm hiểu rõ hơn về vai trò của condensin II trong tổ chức hạt nhân.

Với sự giúp đỡ từ một phòng thí nghiệm tại Đại học Rice ở Houston, họ đã mô phỏng tác động của condensin II lên hàng triệu thậm chí hàng tỷ chữ cái trong gen và làm biến đổi chúng. Mặt khác, trong một phân tích di truyền được công bố vào ngày 28 tháng 5 trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu đã xem xét 24 loài và phát hiện ra rằng những loài có nhiễm sắc thể sắp xếp một cách lỏng lẻo là do condensin II bị hỏng.

Trong các nghiên cứu sắp tới, các nhà khoa học sẽ xác định lợi thế tiến hóa của các cấu trúc hạt nhân. Khi các nhà nghiên cứu kiểm tra biểu hiện gen, họ nhận thấy cấu trúc gấp khúc của nhiễm sắc thể ảnh hưởng nhẹ đến sự biểu hiện gen. Tuy nhiên, vẫn cần thêm các nghiên cứu khác để hiểu rõ được nguyên lý tác động của chúng và sự biểu hiện gen lâu dài về sau.

Thanh Mai – Theo Livescience

Thành viên mới đăng