DÒNG SỰ KIỆN

Đường dây nóng:

1900 90 95 duongdaynongyte@gmail.com
0901727659 bandientuskds@gmail.com
Kỹ thuật crispr mới có thể chữa hầu hết các bệnh về di truyền?
Suckhoedoisong.vn - Phương pháp CRISPR cổ điển là công cụ chỉnh sửa gene được sử dụng rộng rãi nhất, tạo thành từ 2 phần: Enzyme cắt DNA có tên Cas9 và chuỗi RNA dẫn đường.

Những enzyme khác có thể được chỉ dẫn để làm những việc khác nhau, gắn vào một gene để bất hoạt nó hoặc thay thế một nucleotid này bằng một nucleotid khác. Mới đây, một phương pháp mới dựa trên phương pháp CRISPR cổ điển đã được thử nghiệm và mang lại nhiều hy vọng cho việc chữa hầu hết các bệnh về di truyền.

Ý tưởng về một phương pháp mới chỉnh sửa gene

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) đóng vai trò quan trọng tạo thành cơ sở cho công nghệ sinh học CRISPR/Cas9 rất hiệu quả trong việc chỉnh sửa gene ở các sinh vật. Không dừng lại ở đó, CRISPR đem đến một tiềm năng to lớn trong việc chữa lành các bệnh liên quan đến di truyền.

Một phương pháp chỉnh sửa gene mới có thể sửa chữa khoảng 89% các đột biến gây ra bệnh di truyền ở người.

Một phương pháp chỉnh sửa gene mới có thể sửa chữa khoảng 89% các đột biến gây ra bệnh di truyền ở người.

CRISPR là phương pháp tốt nhất trong việc phá vỡ DNA, tạo ra một đoạn cắt DNA với độ chính xác cực cao. Nhưng nếu muốn thay thế một gene bị lỗi bằng một gene khỏe mạnh sẽ phức tạp hơn rất nhiều. Hiện tại, chưa có cách nào để khắc phục hiệu quả các biến thể di truyền mà không gây những hệ lụy. Thông thường, để thay thế một gene bị lỗi, ngoài việc lập trình một đoạn RNA “dẫn đường” để cho CRISPR biết nơi cần cắt, bạn phải cung cấp một bản sao của DNA mới và phải đặt chính xác vào vị trí muốn nhờ hệ vận chuyển tế bào. Trên thực tế, không có những cảnh báo nếu đoạn gene bị hư hỏng.TS. Andrew Anzalone (Viện Harvard và MIT, Cambridge, Hoa Kỳ) trong lúc sắp hoàn thành chương trình học tại Columbia đã nảy ra một ý tưởng về một phương pháp chỉnh sửa gene mới dựa trên nền tảng của phương pháp cũ: Phương pháp có thể tìm vị trí và thay đổi ngay trên DNA.

Vài tháng sau, ý tưởng của TS. Andrew Anzalone được triển khai trong phòng thí nghiệm của GS. David Liu - nhà hóa học thuộc Viện Hóa học Broad (Viện Hóa học Broad của Harvard và MIT, Trung tâm Nghiên cứu y sinh và bộ gene nằm ở Cambridge, Massachusetts, Hoa Kỳ). GS. David Liu là người đã phát triển một loạt công nghệ dùng CRISPR trong phẫu thuật, được biết đến với cái tên “base editors” (công nghệ chỉnh sửa gene ở mức cơ bản).

Sau rất nhiều thử nghiệm và thất bại, cuối cùng, nhóm các nhà khoa học đã khám phá được công nghệ mới với tên “Prime editing” (một công nghệ chỉnh sửa gene ở mức độ cao cấp). GS. David Liu chia sẻ: Đây là công nghệ đầu tiên có thể thực hiện hầu hết các thay đổi trên DNA như thêm, xóa, hay hoán đổi bất kỳ một nucleotide đơn lẻ nào bằng các nucleotide khác mà không cần cắt đứt chuỗi xoắn kép DNA. Nếu CRISPR-Cas9 giống như một cái kéo và “base editors” giống như chiếc bút chì thì “Prime editors” giống như các bộ xử lý văn bản được đánh giá nhanh và mạnh mẽ hơn nhiều.

Có thể chỉnh sửa 89% đột biến gây bệnh di truyền

Theo tính toán của GS. David Liu, “Prime editors” có thể sửa chính xác khoảng 89% các đột biến là nguyên nhân gây ra những bệnh di truyền ở người. Trong quá trình nghiên cứu, phòng thí nghiệm của ông đã sử dụng “Prime editors” để khắc phục các biến dị di truyền gây ra bệnh hồng cầu hình lưỡi liềm, bệnh u xơ nang và bệnh Tay - Sachs. Đó chỉ là 3 trong số hơn 175 chỉnh sửa mà “Prime editing” làm được trong công bố hôm 21/10/2019 trên một bài báo khoa học của tạp chí Nature.

Theo nhà di truyền học TS. Gaétan Burgio (Đại học Quốc gia Australia), đây là ứng dụng có tiềm năng mạnh mẽ để thay đổi cách chúng ta chỉnh sửa các tế bào hoặc làm biến đổi nó. Ông đặc biệt ấn tượng với hàng loạt thay đổi mà “Prime editing” có thể làm, bao gồm thêm tới 44 nucleotid và xóa tới 80 nucleotid.

Phương pháp CRISPR cổ điển là công cụ chỉnh sửa gene được sử dụng rộng rãi nhất, được tạo thành từ 2 phần: enzyme cắt DNA có tên Cas9 và chuỗi RNA dẫn đường. Những enzyme khác có thể được chỉ dẫn để làm những việc khác nhau, gắn vào một gene để bất hoạt nó hoặc thay thế một nucleotid này bằng một nucleotid khác.

“Prime editor” mang đến nhiều khác biệt. Enzyme của “Prime editor” là 2 loại đã được hợp nhất với nhau thành một phân tử hoạt động giống như dao mổ kết hợp với một tác nhân gọi là enzyme phiên mã ngược, chuyển đổi RNA thành DNA. RNA này không chỉ tự tìm tới DNA cần được sửa chữa mà còn mang theo một bản sao được chỉnh sửa để gắn vào. Khi xác định được vị trí DNA mục tiêu của mình, nó tạo ra một vết cắt nhỏ và sự phiên mã ngược xảy ra, sau đó bắt đầu thêm những nucleotide đã được chỉnh sửa một cách liên tiếp, từng đơn vị một. Kết quả tạo ra 2 đoạn DNA: Một chuỗi gốc và một chuỗi đã chỉnh sửa. Cuối cùng, hệ thống sửa chữa tế bào DNA sẽ đột nhập để cắt bỏ đoạn DNA gốc và đoạn DNA đã chỉnh sửa được lắp vĩnh viễn vào vị trí mong muốn.

Kỹ thuật này mang đến sự linh hoạt hơn nhiều khi chỉnh sửa DNA. Trong khi công nghệ “base editors” chỉ có thể làm thay đổi các cặp nucleotide trên DNA chẳng hạn như thay đổi cặp nucleotide G-C thành cặp A-T, còn “Prime editors” có thể làm thay đổi bất kỳ nucleotide nào. Ngoài ra, “Prime editors” cũng ít mắc lỗi hơn. GS. David Liu cho biết: “Prime editors” đòi hỏi 3 bước ghép cặp khác nhau còn phức hợp CRISPR-Cas9 thì chỉ cần 1. Nếu bất kỳ bước nào trong 3 bước đó thất bại thì “Prime editors” không thể tiến hành.

Vấn đề nan giải là các “Prime editors” có kích thước rất lớn về mặt phân tử. Chúng không thể gắn gọn vào các virus mà các nhà nghiên cứu thường sử dụng để đưa các thành phần chỉnh sửa vào tế bào. “Prime editors” có thể làm tắc một vi kim tiêm, gây khó khăn cho việc đưa vào phôi chuột. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn tiếp tục nghiên cứu để có thể ứng dụng “Prime editing” trên người.

DS. Nguyễn Mạnh Hùng - DS. Nguyễn Hải Đăng

((Theo wired.com, 12/2019))

Tin liên quan
Tin chân bài
Bình luận
TIN CÙNG CHUYÊN MỤC
Xem thêm