Human Microbiome

Phần đông chúng ta đều nghe nói đến chương trình “Human Genome Project “ (Chương trình giải mã bộ gen người). Đây là một chương trình quốc tế do chính phủ các nước đài thọ nhầm giải mã (sequencing) khoảng 25000 gen của bộ gen người và tìm hiểu cơ năng (function) của các gen đó. Song song với chương trình này, hãng tư nhân Celera Genomics cũng có chương trình tương tự. Công tác giải mã được giao cho các đại học và các trung tâm nghiên cứu ở Mỹ, Canada và Anh quốc thực hiện. Các nhà...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Human Microbiome Human Microbiome Phần đông chúng ta đều nghe nói đến chương trình “Human GenomeProject “ (Chương trình giải mã bộ gen người). Đây là một chương trìnhquốc tế do chính phủ các nước đài thọ nhầm giải mã (sequencing) khoảng25000 gen của bộ gen người và tìm hiểu cơ năng (function) của các gen đó.Song song với chương trình này, hãng tư nhân Celera Genomics cũng cóchương trình tương tự. Công tác giải mã được giao cho các đại học và cáctrung tâm nghiên cứu ở Mỹ, Canada và Anh quốc thực hiện. Các nhà nghiêncứu cho rằng khi chương trình Human Genome Project hoàn tất sẽ giúp trảlời câu hỏi “Tôi là ai ?” mà bấy lâu nay mọi người vẩn còn thắc mắc. Ngay lúc khởi đầu, các chuyên gia đã gập phải nhiều trình tự nan giảiphải giải mã và tìm hiểu. Chắc chắn là những trình tự như vậy sẽ giúp hiểuđược nguyên nhân hay liên quan đến một bệnh chuyên biệt nào đó. Họ tinrằng khi toàn bộ gen người được giải mã, họ có thể chứng minh được gennào sẽ gây bênh “đa xơ cứng” (MS multiple sclerosis), gen nào sẽ gây bệnhung thư vú v.v . rồi từ sư hiểu biết đó họ sẽ làm thay đổi biểu hiện(expression) của các gen này để có được một hệ thống trị bệnh bằng gen(Gene therapy). Nếu làm được những điều như họ nghĩ, theo thuyết mỗi genmỗi bệnh và các gen điều khiển sức khỏe con người, thì thật là hấp dẩn, đơngiản. Trong nhiệt quyết hoàn thành trình tự bộ gen người để trả lời “Tôi làai?” các chuyên gia không nghĩ rằng họ nên tìm hiểu “chúng ta là ai” trướckhi có thể trả lời “Tôi là ai?” . Microbiome Microbiome do danh từ biome = một khu sinh thái, một nơi có đầy đủđiều kiện cho cộng đồng một nhóm cây cỏ, thú vật.. định cư, sinh sồng, nảynở và Micro = vi-sinh Human microbiome = cộng đồng vi-sinh vật ở người. JoshuaLedergerg là người đầu tiên đưa ra khái niệm cộng đồng vi-sinh vật ở người(human microbiome) để chỉ cộng đồng vi-sinh vật (microorganisms) baogồm vi-khuẩn, virus và nấm đang ở trong cơ thể chúng ta, hoặc cùng sinhsống (commensal) , hoặc nhờ vả nhau (cộng sinh = symbiotic), hoặc có cơnăng gây bệnh (Lederberg and McCrau 2001). Con người chúng ta đang sống trong một không gian, môi trường đầydẩy vi sinh vật. Sự tương tác giữa người và vi-sinh vật xảy ra liên tục quahơi thở, thức ăn, thức uống, đụng chạm..Vì cơ thể của chúng ta là một môitrường thuận lợi cho sự sống. những vi-sinh vật này thường xâm nhập, địnhcư và sanh sản. Nếu đã có xâm nhập thì chắc chắn phải có phản ứng, thíchứng hay hậu quả. Lịch sử về vi trùng học cho thấy phần lớn các nghiên cứuchỉ nhắm vào tính gây bệnh của các vi-khuẩn tìm thấy ở trong hay trên cơthể. Ít có nghiên cứu nào tìm hiểu lợi ích của nhóm này. Trong bài bình luận(review) của Relman và Falkow (2001) và Relman (2002) cho thấy sự hiểubiết về cộng đồng vi-khuẩn ở người rất giới hạn. Sau khi toàn bộ gen ngườiđược giãi mã và công bố năm 2001 (International Human GenomeSequencing Consortium 2001; Venter và cộng sự viên, 2001), Julian Daviescho rằng dù cho việc giải mã toàn bộ gen người được thành công tốt đẹpnhưng vẩn chưa hoàn toàn nếu chúng ta chưa hiểu được những tác độngcộng sinh (synergistic activities) giữa người và vi-sinh vật sống trong haytrên thân thể chúng ta (Davies 2001). Relman và Falkow (2001) còn đề nghinên có chương trình nghiên cứu “toàn bộ gen thứ hai của người” gồm tất cảcác gen của số vi-sinh vật sống trên da, trong mủi, ruột và ở bộ sinh dụcngười. Số vi-khuẩn này với số lượng cả ngàn tỷ con, còn lớn hơn 10 lần tổngsố tế bào của cơ thể chúng ta (Savage 1977). Chỉ trong bộ phận tiêu hóa màthôi đã có hơn 1 kilogram vi-khuẩn, chứng tỏ sự “thân thiện” của nhóm vi-khuẩn này và ảnh hưởng của chúng đến dinh dưởng, bệnh tật trên con người. Trong bài nghiên cứu mới đây đăng trên báo Nature cho thấy nếucộng lại các bộ gen của vi-khuẩn trong cơ thể con người thì số gen của vi-khuẩn lên đến 3.3 triệu gen tức là hơn 100 lần số gen người (được ước lượngkhoảng 30000 gen) và tương đưong với khoảng 1000 loại vi-khuẩn khácnhau đang sông ở ruột chúng ta. Như vậy không những chỉ có bộ gen ngườiành hưởng đến người mà chúng ta còn có thể phải chịu ảnh hưởng của bộgen cộng đồng vi-sinh vật sống trong thân thể chúng ta (bộ gen thứ 2).Trong khi giải mã, các chuyên gia của Human Genome Project chỉ giữ lạicác trình tự thuộc gen người, không chú trọng đến số lượng lớn gen vi-khuẩntrong khi chúng cũng có thể có ảnh hưởng đến bệnh hoạn và sức khoẻ conngười. Họ đã bỏ sót cơ hội để tìm hiểu “Chúng ta là ai ?” Những nổ lực trước đây để tìm số lượng và xác định liên hệ nhóm,loại của vi-khuẩn được thực hiện bằng cách phân tích các 16S rRNA của vi-khuẩn (Woese and Fox 1977; Stahl et al. 1984; Woese and Olsen 1986;Giovannoni et al. 1990; Schmidt et al. 1991; Dymock et al. 1996). (ghi chú:16S rRNA hay 16S ribosomal RNA là RNA c ủa đơn vị nhỏ (small unit) củaRibosome vi khuẩn và chỉ có ở vi-khuẩn. Vì 16s rRNA này có trình tự rấtbảo thủ không thay đổi qua thời đại và rất chuyên biệt cho mỗi loại vi-khuẩn, nên 16S rRNA thường được dùng để nhận dạng loại vi- khuẩn). Vì phải nuôi vi-khuẩn trong môi trường cấy, ly trích 16s rRNA bằngmáy ly tâm siêu tốc (Ultracentrifuge) rồi mới xác định 16S rRNA nên việcphân tích các loại vi-khuẩn trong cơ thể bị giới hạn và thiếu sót. Có khoảng20% - 60% vi- khuẩn ở người không sống được trong môi trường cấy, nênkhông thể ly trích 16S rRNA làm sự đánh giá số vi-khuẩn thường bị quáthấp. (Pei et al. 2004; Verhelst et al. 2004; Zhou et al. 2004; Aas et al. 2005;Bik et al. 2006), Phương pháp giải mã trình tự 16S rRNA để tìm sự thay đổitrong cộng đồng vi-khuẩn ở người đang ở tình trạng đau yếu khác nhau cũngđược áp dụng. Thí dụ dùng 16S rRNA để xác định các vi-khuẩn sống ở bộtiêu hóa cho thấy có sự khác biệt rõ rệt của nhóm vi-khuẩn tùy theo từng cánhân (Eckburg et al. 2005), tùy người mập hay ốm ...