Các nhà nghiên cứu từ Đại học Illinois Chicago đã phát hiện ra một kỹ thuật chỉnh sửa gen mới cho phép lập trình các lần cắt hoặc chỉnh sửa tuần tự theo thời gian.
CRISPR là một công cụ chỉnh sửa gen cho phép các nhà khoa học thay đổi trình tự DNA trong tế bào và đôi khi thêm vào trình tự hoặc gen mong muốn.
>> Tham khảo: Một giọt nước trong biển điện tử.
CRISPR sử dụng một loại enzyme có tên Cas9 hoạt động giống như một chiếc kéo để thực hiện vết cắt chính xác tại vị trí mong muốn trong DNA.
Sau khi thực hiện cắt, cách tế bào sửa chữa đoạn DNA bị đứt có thể bị ảnh hưởng để dẫn đến những thay đổi hoặc chỉnh sửa khác nhau đối với trình tự DNA.
Việc phát hiện ra khả năng chỉnh sửa gen của hệ thống CRISPR đã được mô tả vào đầu những năm 2010. Chỉ trong vài năm, các nhà khoa học đã trở nên say mê với sự dễ dàng hướng dẫn CRISPR nhắm mục tiêu vào hầu hết mọi chuỗi DNA trong tế bào hoặc nhắm mục tiêu vào nhiều vị trí khác nhau trong tế bào trong một thí nghiệm.
Bradley của UIC cho biết: “Một nhược điểm của các hệ thống chỉnh sửa dựa trên CRISPR hiện có là tất cả các chỉnh sửa hoặc cắt đều được thực hiện cùng một lúc.
>> Tham khảo: Những toa tàu đã được sửa đổi có thể thu được carbon từ không khí không?
Không có cách nào để hướng dẫn chúng diễn ra theo kiểu tuần tự, cái này đến cái khác”. Merrill, phó giáo sư hóa sinh và di truyền phân tử tại Đại học Y khoa và là tác giả chính của bài báo.
Quy trình mới của Merrill và các đồng nghiệp liên quan đến việc sử dụng các phân tử đặc biệt gọi là RNA dẫn đường để vận chuyển enzyme Cas9 vào bên trong tế bào và xác định trình tự DNA chính xác mà Cas9 sẽ cắt.
Họ gọi các phân tử RNA dẫn hướng được thiết kế đặc biệt của mình là “proGuides” và các phân tử này cho phép chỉnh sửa DNA tuần tự được lập trình bằng Cas9.
Phát hiện của họ được công bố trên tạp chí Tế bào phân tử.
>> Tham khảo: Làm nóng sơ bộ ô tô chở khách tạo ra lượng khí thải dạng hạt nhiều như khi lái xe hàng chục km?
Trong khi proGuide vẫn đang trong giai đoạn nguyên mẫu, Merrill và các đồng nghiệp có kế hoạch phát triển hơn nữa khái niệm của họ và hy vọng rằng các nhà nghiên cứu sẽ sớm có thể sử dụng kỹ thuật này.
Merrill cho biết: “Khả năng lập trình trước quá trình kích hoạt tuần tự của Cas9 tại nhiều địa điểm sẽ giới thiệu một công cụ mới cho nghiên cứu sinh học và kỹ thuật di truyền”.
“Yếu tố thời gian là một thành phần quan trọng trong sự phát triển của con người và cả sự tiến triển của bệnh tật, nhưng các phương pháp hiện tại để điều tra di truyền các quá trình này không hoạt động hiệu quả với yếu tố thời gian.
Hệ thống của chúng tôi cho phép chỉnh sửa gen theo cách được lập trình sẵn, cho phép các nhà nghiên cứu có thể điều tra tốt hơn các quá trình nhạy cảm với thời gian như ung thư phát triển như thế nào từ một vài đột biến gen và thứ tự xảy ra của các đột biến đó có thể ảnh hưởng đến căn bệnh như thế nào.”
>> Tham khảo: Vi khuẩn biến đổi gen hứa hẹn cho ngành nhiên liệu sinh học bền vững.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ Viện Y tế Quốc gia (R21OD027080, F30CA225058 và F30HD090938) và bởi Trung tâm Khoa học Lâm sàng và Dịch thuật UIC.
