Nhận dạng gene ung thư ở chuột bằng yếu tố di động transposon

Các yếu tố có khả năng di động (transposon) là những mẩu DNA rời rạc mà chúng có thể nhảy loanh quanh trong genome của sinh vật sống. Những yếu tố này được khám phá đầu tiên ở trên cây bắp và giải Nobel đã được trao cho nữ khoa học gia Barbara McClintock – người đã khám phá ra chúng, sau đó thì người ta cũng dần dần tìm thấy họ hàng của chúng ở tất cả sinh vật nghiên cứu khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nhận dạng gene ung thư ở chuột bằng yếu tố di động transposon Nhận dạng gene ung thư ở chuộtbằng yếu tố di động transposon Các yếu tố có khả năng di động (transposon) là những mẩu DNA rờirạc mà chúng có thể nhảy loanhquanh trong genome của sinh vậtsống. Những yếu tố này đượckhám phá đầu tiên ở trên câybắp và giải Nobel đã được traocho nữ khoa học gia BarbaraMcClintock – người đã khámphá ra chúng, sau đó thì người tacũng dần dần tìm thấy họ hàngcủa chúng ở tất cả sinh vậtnghiên cứu khác. Ứng với mỗimột transposon, một protein gọilà transposase điều khiển sự đổichổ. Một cặp đôi transposon vàtransposase như thế vừa đượctìm thấy trong bộ gene của cá hồivà được đặt tên là Người đẹp ngủsay (Sleeping Beauty – SB). Theokhám phá thì người ta nhận thấytrình tự DNA của SB đã bị độtbiến tại một điểm khiến cho nókhông còn khả năng “nhảy nhót”nữa mà chúng lại ngoan ngõannằm im như một mẩu DNA thừathải không họat động. Trên trang221 và 272 tờ Nature 436, (14July 2005), hai nhóm tác giảDupuy et al. và Collier et al. đãcông bố hai công trình trên đốitượng SB này. Theo đó, hai nhómngòai việc phục hồi chức năng diđộng của SB còn cải thiện kỹthuật sao cho có thể sử dụngchúng để nhận diện gene liênquan đến ung thư.Nhiều yếu tố, bao gồm hóa chất,phóng xạ và virus đã và đang đượcsử dụng rộng rãi để gây đột biếngene một cách ngẫu nhiên, nhằmmục đích nhận diện chức năng genevà những bệnh liên quan đếnchúng. Tuy thế phương pháp nàycho thấy rất khó để tìm vị trí độtbiến ngẫu nhiên đã được hìnhthành, nó đòi hỏi nhà nghiên cứuphải đọc trình tự một lượng khổnglồ các trình tự ứng viên để chỉ chora chính xác mỗi một sự thay đổinhỏ nhất. Việc tìm kiếm mộtphương thức gây đột biến sao chokhắc phục những nhược điểm docác yếu tố trên gây ra là một tháchthức của các nhà di truyền học.Nằm trong hướng đó, yếu tố diđộng được coi là một công cụ đầytìm năng. Chúng được sử dụngtrong việc tạo đột biến do nó có ưuđiểm: (1) trình tự của các yếu tố diđộng đã được biết trước và (2) khigây đột biến cho gene, chúng trởthành một dấu hiệu đặc hữu (đuôi)để nhận diện vị trí của gene bị độtbiến này. Việc đánh dấu gene bằngcách chèn một đọan DNA lạ thựcsự không phải là ý tưởng mới. Cácnhà di truyền học đã sử dụng yếu tốdi động trên nhiều đối tượng khácnhau nhưng lại ít dùng trên chuột vìyếu tố di động đã biết trên chuộtthường có tần xuất di chuyển rấtthấp trong genome khiến cho cácđột biến tạo ra đôi khi rất ít, khôngnhư mong muốn.Hai nhóm nghiên cứu nói trên đãvượt qua vấn đề này bằng 2 cách.Nhóm của Collier đã thiết kế mộtyếu tố di động SB (TC/Onc) có khảnăng thúc đẩy hoặc làm gián đọangene. Nhóm, sau đó, đã sử dụngcặp đôi TC/Onc trong một dòngchuột có khả năng tạo ratransposase SB trong tất cả tế bàovà mang đột biến khiến chúng rấtmẫn cảm với các tác nhân gây độtbiến.Còn nhóm của Dupuy thì tạo ra yếutố di động nhỏ hơn (T2/Onc2), vàtạo ra dòng chuột mà tòan bộ tế bàochứa số lượng transpoase tăng cao.Điểm thuận lợi chính của hệ thốngSB mà hai nhóm tác giả trên sửdụng so với các hệ thống cũng sửdụng SB trước đây và kể cả hệthống dùng virus đó là: Do yếu tốdi động có nguồn gốc từ cá, nên nókhác biệt rất lớn so với các yếu tốdi động hiện hữu và vì thế nó giúpviệc dò tìm vị trí hay các vị trí trêngenome mà SB gắn vào.a, Chuột mà tòan bộ tế bào chứanhiều copy của yếu tố di động SB(Sleeping Beauty transposon) lấy từcá được giao phối với dòng chuộtchứa tế bào mang transposase SB ởmức cao. Tế bào ở thế hệ con nonchứa cả transposon và transposase(pacman), cho phép yếu tố di động“nhảy lò cò” quanh genome. b,Transposase gắn và gỡ bỏ yếu tố diđộng ra khỏi vị trí ban đầu của nótrong genome. Các yếu tố di độngbị gỡ bỏ có thể tái tích hợp vào đâudó trong genome, thỉnh thỏang gầnhoặc bên trong gene liên quan đếung thư. Xem hai cách chúng xácđịnh gene trong bài.Các tác giả sử dụng các hệ thốngcủa họ nhằm dò tìm các gene gâyung thư vì gene được nhận diện gâyung thư ở chuột và người có nhữngđiểm tương đồng. Để hiểu làm thếnào SB có thể dò tìm ra gene ungthư, trước tiên ta cần hình dungrằng genome là một cuốn sáchhướng dẫn làm thế nào tế bào cóthể thực hiện chức năng. SB cũnggiống như một đọan câu hay mộtchuỗi những lời huấn thị mà chúngcó thể “nhảy lò cò” khiến cho bấtkỳ đọan hướng dẫn nào cũng có thểbị thay đổi. Thỉnh thỏang, việcchèn yếu tố di động có thể khônggây ảnh hưởng gì, nhưng nếu SBlàm thay đổi những quá trình sinhhọc chủ đạo, ví dụ như quá trìnhtăng sinh hay chết của tế bào, khiđó tế bào sẽ có thể tăng trưởng vàphân chia bất bình thường và có thểphát sinh ung thư.Trong nghiên cứu của mình, các tácgiả thiết kế yếu tố di động SB saochochúng có thể gây gián đọanchức năng của gene theo hai cách.(1) Nếu các yếu tố di đống chènvào một gene nào đó nó sẽ cắt ngắnprotein mã hóa bởi gene này vàthường thì protein mã hóa được sẽkhông còn chứ ...