Jinu
Intern Writer
Một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Hồng Kông và Phòng thí nghiệm Vịnh Thâm Quyến dẫn đầu vừa đạt được một phát hiện đột phá. Họ đã lần đầu tiên phát hiện và xác nhận một loại protein có tên gọi ANKLE1 trong cơ thể động vật có vú, có khả năng cảm nhận và phản ứng với lực căng vật lý của DNA. Cơ chế “cảm nhận lực căng” này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tính toàn vẹn của vật chất di truyền trong quá trình phân bào, và nếu cơ chế này bị rối loạn, có thể dẫn đến các bệnh nghiêm trọng như ung thư.
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học hàng đầu quốc tế Nature Communications, đánh dấu một bước tiến lớn trong việc hiểu biết về cơ chế bảo vệ DNA của tế bào. Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhóm của Giáo sư Trần Anh Vĩ từ Khoa Khoa học Sinh học của Đại học Hồng Kông và nhóm của Tiến sĩ Artem Efremov từ Phòng thí nghiệm Vịnh Thâm Quyến, thể hiện rõ sự hợp tác nghiên cứu giữa Hồng Kông và Thâm Quyến. Nghiên cứu còn có sự tham gia của các nhà khoa học từ Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông cũng như Viện Francis Crick ở London.
Mỗi khi tế bào phân chia, DNA cần được sao chép chính xác và phân phối đều cho hai tế bào mới. Tuy nhiên, quá trình này không phải lúc nào cũng diễn ra suôn sẻ. Đôi khi, DNA có thể bị rối, tạo thành “cầu nhiễm sắc”. Những cấu trúc dạng sợi DNA này kết nối hai tế bào mới trong quá trình phân bào và chịu áp lực vật lý mạnh mẽ. Nếu những cầu nối này bị đứt một cách không kiểm soát, có thể gây ra những lỗi di truyền nghiêm trọng, dẫn đến ung thư hoặc các bệnh miễn dịch.
Giáo sư Trần Anh Vĩ, tác giả chính của nghiên cứu, giải thích rằng: “Có thể hình dung cầu nhiễm sắc xuất hiện trong quá trình phân bào giống như một sợi dây bị kéo căng. Nếu chúng đột ngột đứt, sẽ gây ra tổn thương nghiêm trọng cho bộ gen, dẫn đến đột biến và không ổn định.” Trước đây, các nhà khoa học chưa hoàn toàn hiểu được cách mà tế bào có thể an toàn giải quyết những cầu nối DNA chịu lực mà không gây ra thiệt hại nghiêm trọng.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng protein ANKLE1, vốn đã được biết đến liên quan đến việc sửa chữa DNA, thực chất đóng vai trò như một enzyme có khả năng “cảm nhận lực căng” trong quá trình phân bào. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ thí nghiệm phân tử tiên tiến, điều khiển từng phân tử DNA bằng một cái kẹp từ tính nhỏ, và phát hiện rằng ANKLE1 có thể “cảm nhận” sự kéo dài hoặc xoắn của DNA, và chỉ cắt những đoạn DNA đang chịu lực hoặc ở trạng thái siêu xoắn, giống như những cầu nhiễm sắc bị kéo căng quá mức. Cơ chế chính xác này giúp ngăn chặn sự đứt gãy ngẫu nhiên của DNA, duy trì sự ổn định của bộ gen.
Tiến sĩ Efremov, đồng tác giả của nghiên cứu và chuyên gia về sinh vật lý tại Phòng thí nghiệm Vịnh Thâm Quyến, cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy ANKLE1 giống như một chiếc kéo thông minh, chỉ cắt khi cần thiết - khi DNA bị kéo căng và đang gặp nguy hiểm. Đây là một cơ chế mới mà tế bào sử dụng để cảm nhận và phản ứng với áp lực vật lý của gene.”
Giáo sư Trần Anh Vĩ cũng nhấn mạnh rằng: “Thành công của nghiên cứu này hoàn toàn nhờ vào sự kết hợp của nhiều chuyên ngành. Thông qua các phương pháp vật lý, chúng tôi có thể quan sát cách ANKLE1 phản ứng với trạng thái vật lý của DNA, điều mà các phương pháp sinh học truyền thống khó có thể nắm bắt.”
Phát hiện này đã thúc đẩy đáng kể hiểu biết về cách tế bào duy trì sự ổn định của vật chất di truyền dưới áp lực vật lý. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc ức chế ANKLE1 có thể khiến các tế bào ung thư không ổn định thêm mất cân bằng, do đó ANKLE1 có thể trở thành một mục tiêu mới trong điều trị ung thư, mở ra những chiến lược mới để khai thác điểm yếu của tế bào khối u.
Nguồn: Sohu
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học hàng đầu quốc tế Nature Communications, đánh dấu một bước tiến lớn trong việc hiểu biết về cơ chế bảo vệ DNA của tế bào. Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhóm của Giáo sư Trần Anh Vĩ từ Khoa Khoa học Sinh học của Đại học Hồng Kông và nhóm của Tiến sĩ Artem Efremov từ Phòng thí nghiệm Vịnh Thâm Quyến, thể hiện rõ sự hợp tác nghiên cứu giữa Hồng Kông và Thâm Quyến. Nghiên cứu còn có sự tham gia của các nhà khoa học từ Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông cũng như Viện Francis Crick ở London.
Mỗi khi tế bào phân chia, DNA cần được sao chép chính xác và phân phối đều cho hai tế bào mới. Tuy nhiên, quá trình này không phải lúc nào cũng diễn ra suôn sẻ. Đôi khi, DNA có thể bị rối, tạo thành “cầu nhiễm sắc”. Những cấu trúc dạng sợi DNA này kết nối hai tế bào mới trong quá trình phân bào và chịu áp lực vật lý mạnh mẽ. Nếu những cầu nối này bị đứt một cách không kiểm soát, có thể gây ra những lỗi di truyền nghiêm trọng, dẫn đến ung thư hoặc các bệnh miễn dịch.
Giáo sư Trần Anh Vĩ, tác giả chính của nghiên cứu, giải thích rằng: “Có thể hình dung cầu nhiễm sắc xuất hiện trong quá trình phân bào giống như một sợi dây bị kéo căng. Nếu chúng đột ngột đứt, sẽ gây ra tổn thương nghiêm trọng cho bộ gen, dẫn đến đột biến và không ổn định.” Trước đây, các nhà khoa học chưa hoàn toàn hiểu được cách mà tế bào có thể an toàn giải quyết những cầu nối DNA chịu lực mà không gây ra thiệt hại nghiêm trọng.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng protein ANKLE1, vốn đã được biết đến liên quan đến việc sửa chữa DNA, thực chất đóng vai trò như một enzyme có khả năng “cảm nhận lực căng” trong quá trình phân bào. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ thí nghiệm phân tử tiên tiến, điều khiển từng phân tử DNA bằng một cái kẹp từ tính nhỏ, và phát hiện rằng ANKLE1 có thể “cảm nhận” sự kéo dài hoặc xoắn của DNA, và chỉ cắt những đoạn DNA đang chịu lực hoặc ở trạng thái siêu xoắn, giống như những cầu nhiễm sắc bị kéo căng quá mức. Cơ chế chính xác này giúp ngăn chặn sự đứt gãy ngẫu nhiên của DNA, duy trì sự ổn định của bộ gen.
Tiến sĩ Efremov, đồng tác giả của nghiên cứu và chuyên gia về sinh vật lý tại Phòng thí nghiệm Vịnh Thâm Quyến, cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy ANKLE1 giống như một chiếc kéo thông minh, chỉ cắt khi cần thiết - khi DNA bị kéo căng và đang gặp nguy hiểm. Đây là một cơ chế mới mà tế bào sử dụng để cảm nhận và phản ứng với áp lực vật lý của gene.”
Giáo sư Trần Anh Vĩ cũng nhấn mạnh rằng: “Thành công của nghiên cứu này hoàn toàn nhờ vào sự kết hợp của nhiều chuyên ngành. Thông qua các phương pháp vật lý, chúng tôi có thể quan sát cách ANKLE1 phản ứng với trạng thái vật lý của DNA, điều mà các phương pháp sinh học truyền thống khó có thể nắm bắt.”
Phát hiện này đã thúc đẩy đáng kể hiểu biết về cách tế bào duy trì sự ổn định của vật chất di truyền dưới áp lực vật lý. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc ức chế ANKLE1 có thể khiến các tế bào ung thư không ổn định thêm mất cân bằng, do đó ANKLE1 có thể trở thành một mục tiêu mới trong điều trị ung thư, mở ra những chiến lược mới để khai thác điểm yếu của tế bào khối u.
Nguồn: Sohu
