Tế bào chuột mã hóa gen được điều khiển bằng ánh sáng - Bản có dấu.
Te bao chuot ma hoa gen duoc dieu khien bang anh sang - Bản không dấu.

Đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu  có thể đưaánh sáng điều khiển bật – tắt từ thực vật vào một tế bào của cơ thểđộng vật có vú để điều khiển các chức năng khác nhau của tế bào. Từđây, họ có một công cụ mới hữu hiệu trong các nghiên cứu  về ung thư vàtim mạch, cũng như khả năng điều khiển cơ bản các quá trình phức tạp vídụ như sự phát triển của dây thần kinh.

Các kết quả xuất hiện trên tờ Nature trực tuyến  sốra ngày 13 tháng 9  vừa qua. Chi tiết cũng được trình bày cùng một côngtrình nghiên cứu  tương tự do tiến sĩ Klaus Hahn – giảng viên đại họcBắc Carolina tại Chapel Hill - tiến hành.

Hai công trình nói trên là những nghiên cứuđầu tiên chứng minh rằng công nghệ  điều khiển thực vật bằng ánh sáng cóthể được áp dụng vào tế bào của động vật có vú để điều khiển các quátrình phức tạp. Các tác giả  cho biết, nghiên cứu  của trường đại học  California tại San

Francisco là độc nhất vô nhị trong việc phát triểnmột “công tắc”, dựa trên sự lấy thêm protein, điều khiển các quá trìnhthay đổi ở nhiều loại tế bào và cơ quan.

Tiến sĩ Wendell Lim, một trong ba tác giả  cấp caocủa bài thuyết trình cho biết, kết quả này có thể mang lại rất nhiềuứng dụng trị liệu, ví dụ như khả năng chỉ dẫn cho các tế bào thần kinhtái kết nối dọc theo đường xương sống bị gãy trong chấn thương tủy sống.

Gần hơn, kết quả nghiên cứu  còn đem lạihướng tiếp cận mới đối với việc nghiên cứu  các quá trình điều tiết liênquan tới bệnh ung thư và sưng viêm, ông nói.

Lim, giảng viên khoa Dược lý Phân tử và Tế bào, đại học  California tại San Francisco, phát biểu:“Đây là một công cụ đắc lực trong nghiên cứu  ung thư và sinh học tếbào. Nếu bạn có một công tắc có thể áp dụng cho các chức năng khác nhaucủa tế bào, thì chỉ với một tia sáng đơn giản, bạn sẽ có khả năng điềukhiển khi nào và ở đâu một tế bào được phép di chuyển, và sau đó đượcphép làm gì khi nó đã đến một địa điểm  cụ thể.”

Lim giải thích, nhiều quá trình tế bào bị chi phốibởi việc protein xuất hiện khi nào và ở đâu bên trong tế bào. Khi nhữngquá trình này căn cứ trên một hệ thống  tín hiệu phức tạp, ví dụ trongcác bệnh như ung thư, thì một công tắc bật – tắt như thế này tỏ ra rấthữu ích.

Hìnhtrên cho thấy ba thời điểm khác nhau của một thử nghiệm, trong đó mộttia laser đỏ tập trung vào vùng ngoại vi của một nguyên bào sợi, khiếncho tế bào này phát triển ra phía ngoài, hướng về điểm được chiếu sángthông qua hệ thống  điều khiển từ xa phytochrome. Vị trí tia laser đượcdi chuyển chậm rãi ra phía ngoài khi điểm nhô ra vượt quá giới hạn mặtngoài của tế bào 30 micromet tính từ thân tế bào. (Ảnh: © Đại học  California tại San Francisco)

Nghiên cứu được tiến hành bởi Anselm Levskaya, mộtnghiên cứu sinh làm việc  cho cả phòng thí nghiệm của Lim và phòng thínghiệm của tiến sĩ Chris Voigt, nhà sinh học tổng hợp, giảng viên khoahóa dược tại trường Dược đại học  California tại San Francisco, ngườiđồng thời là một trong ba tác giả  cấp cao của bài thuyết trình.

Ban đầu Levskaya tìm kiếm  các protein ở thực vật có khả năng đóng vai trò như những phần tử nhạy sáng. Người ta đã biết rằng thực vật được phụ thuộc rất nhiều vào các phytochrome – những protein truyền tín hiệu nhạy sáng – trong việc điều khiển nhiều quá trình khác nhau, ví dụ như sự phát triển hướng về phía mặt trời hay sự nảy mầm của hạt.

Ông đề xuất rằng những phytochrome có thể được sắpđặt vào các tế bào động vật có vú nhờ công cụ gen và gắn với một chứcnăng cụ thể mà trong trường hợp này là chuyển động của tế bào.

Levskaya tìm thấy một cặp protein tương tácở thực vật, gọi là tương tác PhyB-PIF, có thể được điều khiển bật – tắtgiống như một công tắc, và từ đó đưa hệ thống  truyền tín hiệunày vào các tế bào. Tế bào chịu tác động có thể được kéo bởi một tiaánh sáng đỏ nhạt bên ngoài, hoặc bị đẩy bởi một tia hồng ngoại bênngoài.

“Chúng tôi có thể sử dụng phần tử nhạy sángtương tự để lên chương trình  cho các tế bào vi khuẩn và men bia tuântheo một chuỗi các lệnh đặt sẵn,” Voigt nói. “Điều đáng lưu ýở đây là khả năng thực hiện điều này trong các tế bào động vật có vú,và tìm ra một phương pháp tắt chúng đi sau khi chúng đã thực hiện xongchức năng mà con người  lựa chọn.”

Voigt cho rằng chiều ngược lại trong công trình củaLevskaya là rất có ý nghĩa. Trong khi rất nhiều phương pháp chỉ tậptrung vào việc phá vỡ các đường tế bào, hầu hết đều khá đơn giản và chỉhoạt động theo một hướng: chúng chấm dứt một quá trình, ngăn cản haiprotein tương tác nhau, nhưng chúng chỉ làm được một việc thuận chiềunhư vậy. Ngược lại, hướng tiếp cận này cho phép các nhà nghiên cứu  điềukhiển chính xác  khi nào thì tác động diễn ra, diễn ra trong bao lâu, vàsau đó dừng lại theo ý muốn của chúng ta.

Công trình ghi nhận sự hợp tác giữa ba phòng thínghiệm của đại học  California tại San Francisco: phòng thí nghiệm củaVoigt với việc sử dụng sinh học tổng hợp để tạo ra các công tắc ánhsáng và phần tử nhạy sáng ở vi khuẩn; phòng thí nghiệm của Lim với vaitrò nghiên cứu  bằng cách nào mà các hệ thống  protein truyền tín hiệuphức tạp có thể làm cho tế bào di chuyển, phát triển và phân tách;phòng thí nghiệm của tiến sĩ Orion Weiner với vai trò nghiên cứu  sự dichuyển của tế bào.

Cả ba phòng thí nghiệm đều liên kết với Trung tâmPhát triển Y học Nano của Viện nghiên cứu  Sức khỏe  Quốc gia  đặt tạitrường đại học  California, San Francisco. Mục tiêu của trung tâm  này làxây dựng các tế bào thông minh  được lên chương trình  để tiến hành cácchức năng trị liệu mới trong y học ung thư và phục hồi. Các phòng thínghiệm nói trên cũng liên kết với Viện Sinh học Định lượng California(QB3) đặt tại trường đại học  California, San Francisco.

Hiện tại chưa có bình luận nào về bài viết Tế bào chuột mã hóa gen được điều khiển bằng ánh sáng!

Bạn có ý kiến gì về bài viết Tế bào chuột mã hóa gen được điều khiển bằng ánh sáng này? Hãy gởi suy nghĩ, bình luận, đánh giá, lời khuyên ... của bạn về bài viết Tế bào chuột mã hóa gen được điều khiển bằng ánh sáng bạn tại đây.