Các nhà khoa học tạo ra một công cụ chỉnh sửa gen mới

Các nhà khoa học tại Viện Kỹ thuật sinh học Wyss của Harvard đã tạo ra một công cụ chỉnh sửa gen mới cho phép các tiến hành đồng thời hàng triệu thí nghiệm di truyền học. Các nhà khoa học đặt tên công cụ mới là Retron Library Recombineering (RLR), sử dụng các đoạn DNA của vi khuẩn có thể tạo ra các DNA sợi đơn (retron).

Ảnh: Cole_Photographer/Getty Images

Khi nói đến chỉnh sửa gen, CRISPR-Cas9 là kỹ thuật được biết đến nhiều nhất. Công cụ này đã tạo ra một làn sóng mới ở lĩnh vực khoa học trên toàn thế giới trong những năm qua nhờ khả năng thay đổi trình tự DNA. Công cụ này có độ chính xác cao hơn so với những kỹ thuật trước đó và nó cũng có nhiều ứng dụng tiềm năng hơn, bao gồm tạo ra phương pháp chữa trị nhiều căn bệnh.

Tuy nhiên, CRISPR-Cas9 cũng có nhiều hạn chế. Một trong số đó là rất khó để có thể vận chuyển nguyên vật liệu cho CRISPR-Cas9 với số lượng lớn, đây hiện là một trở ngại lớn trong nghiên cứu và thí nghiệm. Đồng thời, cách thức tiến hành kỹ thuật này cũng có thể gây nhiễm độc tế bào vì enzyme Cas9 – có vai trò là "cây kéo" cắt các phân tử trong DNA – thường tấn công những khu vực ngoài phạm vi.

CRISPR-Cas9 cắt DNA theo phương pháp vật lý để kết hợp các đoạn gen đột biến vào trình tự gen trong quá trình chỉnh sửa. Trong khi đó, các retron có thể đưa chuỗi DNA đột biến vào một tế bào đang trong quá trình nhân đôi, như vậy chuỗi DNA đột biến sẽ được đưa vào DNA của tế bào con.

Hơn nữa, trình tự gen của các recon đóng vai trò như "mã vạch" hay "thẻ tên" cho phép các nhà khoa học theo dõi từng cá thể trong một "biển" vi khuẩn. Đồng nghĩa với việc các nhà khoa học có thể sử dụng nó để chỉnh sửa gen mà không làm tổn hại những đoạn DNA còn lại và họ có thể sử dụng kỹ thuật mới để thực hiện hàng loạt thí nghiệm trong một tổ hợp lớn.

Các nhà khoa học tại Viện Wyss đã thử nghiệm kỹ thuật RLR trên vi khuẩn E. coli và phát hiện có 90% số lượng vi khuẩn đã kết hợp với chuỗi gen recon sau khi họ thực hiện một vài thay đổi. Các nhà khoa học cũng có thể chứng minh tính khả thi của kỹ thuật mới trong thí nghiệm gen quy mô lớn. Trong quá trình thí nghiệm, các nhà khoa học có thể xác định đột biến kháng kháng sinh trên vi khuẩn E. coli bằng cách giải trình tự "mã vạch" của recon thay vì tiến hành trên từng đột biến riêng lẻ, từ đó rút ngắn rất nhiều thời gian.

Đồng tác giả đề tài nghiên cứu, Max Schubert giải thích rằng:

"RLR cho phép chúng tôi thực hiện một số thứ mà CRISPR không thể làm được: chúng tôi chia nhỏ gen của một vi khuẩn một cách ngẫu nhiên, ghép những mảnh gen đó thành một DNA sợi đơn và sử dụng nó để sàng lọc đồng thời hàng triệu chuỗi gen. RLR là một công cụ chỉnh sửa gen đơn giản hơn, linh hoạt hơn và có thể ứng dụng trong các thí nghiệm phức hợp nhờ loại bỏ nguy cơ nhiễm độc thường thấy ở CRISPR và tăng cường khả năng khám phá các đột biến ở cấp độ gen…"

"Trong một thời gian dài, CRISPR bị xem là một điều kỳ lạ mà vi khuẩn có thể làm và việc tìm ra cách khai thác nó đã làm thay đổi ngành kỹ thuật gen của thế giới. Retron cũng là một bước tiến khác của vi khuẩn và có thể nó sẽ đem lại một vài thay đổi quan trọng".

Hiện vẫn còn nhiều nghiên cứu phải thực hiện trước khi có thể ứng dụng rộng rãi kỹ thuật RLR, trong đó bao gồm nghiên cứu cách cải thiện và ổn định tỉ lệ chỉnh sửa. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tin rằng công cụ chỉnh sửa gen mới này có thể "tạo ra những cải tiến mới đầy bất ngờ và thú vị".

Minh Bảo (theo Engadget)

Đánh giá gần đây
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 Nguyên nhân Vsmart dừng cuộc chơi dù doanh số tăng

2 Vụ Shark Phú "Anh quan tâm mỗi em thôi", nữ chính nói bình thường, dư luận vẫn thấy phản cảm

3 Hệ thống Vòm Sắt của Israel hoạt động như thế nào?

4 Nhìn lại một năm qua: COVID-19 đã thay đổi chúng ta… mãi mãi

5 Hệ thống đằng sau các bài đăng về coin của Ngọc Trinh, Kiều Minh Tuấn

Tin Liên quan
Các tin khác
a
Xem thêm
Góc nhìn VNREVIEW