Viết lại mã gen để sản sinh protein mới, các nhà khoa học đang tiến gần hơn tới việc viết lại "bộ mã cuộc sống"

  25/07/2017

Những tế báo kháng virus, dịch bệnh có thể sẽ sớm xuất hiện với sự thành công của dự án này.

 

Đang không nói tới những tiểu xảo, thủ thuật để làm cho cuộc sống dễ thở hơn, ta đang tiến gần hơn tới ý nghĩa thực của cụm từ “life hack” hơn bao giờ hết. Mới đây, một nhóm các nhà khoa học đã thiết kế nên, dù chưa hoàn chỉnh, một gen khuẩn Escherichia Ecoli tổng hợp có thể được sử dụng như một bảng mã protein khác hẳn với mã của sự sống mà ta vẫn biết.

Cần thay đổi tới 62.000 đoạn ADN, bộ gen thành quả này là công trình xây dựng gen phức tạp nhất cho tới thời điểm này. Các nhà khoa học dự đoán khuẩn E. coli “chạy bằng” bộ gen này sẽ có thể trở thành một phòng thí nghiệm và một nhà máy sản xuất các chất hóa học công nghiệp mới.

 


Giáo sư George Church, người đứng sau dự án hack gen.

Giáo sư George Church, người đứng sau dự án "hack" gen.

 

Nhà khoa học Peter Carr tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Lincoln, một người không tham gia dự án, nói rằng việc hack bộ gen với một quy mô lớn như vậy đã từng bất khả thi, nhưng giờ thì không thể nữa rồi. “Đó là việc không hề dễ dàng, nhưng chúng ta có thể thiết kế lại cuộc sống với mọt mức độ nhất định, việc này có thể áp dụng lên những thứ căn bản nhất như là mã gen”.

Việc hack gen này đang được tiến hành trong phòng thí nghiệm của giáo sư George Church tại Đại học Harvard. Lợi dụng những phần thừa của mã gen, thứ ngôn ngữ ADN sử dụng để hướng dẫn các tế bào tổng hợp protein, các nhà khoa học đã có thể làm được điều không tưởng.

Để sản sinh protein, các tế bào đọc bốn kí tự của ADN theo từng nhóm thể chuông (đơn vị mã gen). Với tất cả 64 thể chuông khả thi, ta đã có quá đủ dữ liệu để mã hóa được 20 axit amin vẫn có trong tự nhiên, thậm chí còn có thể ngăn thể chuông đánh dấu điểm cuối của một đoạn gen. Kết quả ta có được là một mã gen với nhiều thể chuông, với chỉ một loại axit amin.

 

 

 

Các tế bào với đoạn gen được mã hóa này có thể miễn nhiễm với virus, những thay đổi này cũng có thể cho phép các nhà khoa học thay đổi chức năng của một thể chuông, ví dụ như khiến chúng mã hóa một lại axit amin tổng hợp mới.

Để thay đổi được nhiều thứ trong gen như vậy, dù với công nghệ sửa gen hiện đại nhất như CRISPR, có vẻ vẫn là bất khả thi. Nhưng may mắn là giá thành của việc tổng hợp ADN đã giảm xuống đáng kể trong vòng một thập kỉ vừa rồi. Vì thế, thay bằng việc sửa mỗi gen một lần, đội ngũ của giáo sư Church đã sử dụng máy móc để chế tạo hẳn một bộ gen mới.

Sau khi thiết kế được những mã gen mới này, đội ngũ tiến hành đưa từng đoạn một trong khuẩn E. coli và họ đã xem xét kĩ lưỡng để cho không sự thay đổi gen nào khiến cho tế bào gặp nguy hiểm. Dù mới chỉ 63% số gen được mã hóa lại được thử nghiệm, nhưng rất ít trong số đó gây ra vấn đề, theo như báo cáo của các nhà khoa học.

Nhưng đây vẫn chưa phải là kỉ nguyên mới của những tế bào được mã hóa lại để miễn nhiễm với virus, bệnh tật. Vẫn cần nhiều năm nữa để thử nghiệm, tổng hợp và lắp ghép những đoạn gen mới này, Peter Carr nói.

 


Khuẩn E. coli.

Khuẩn E. coli.

 

Bên cạnh tỉ lệ thành công cao vẫn là những lo lắng về vấn đề an toàn của việc sửa đổi mã gen. Nhiều người cho rằng những protein không đến từ tự nhiên mà khuẩn E. coli được mã hóa sản xuất ra sẽ mang tính độc hại, và việc bản thân nó kháng được virus sẽ khiến chúng có được một lợi thế cực lớn nếu chúng thoát ra được môi trường sống bên ngoài hoặc tấn công cơ thể con người. Giáo sư Church cũng đã tự nhận định được mối nguy hiểm đang hiện hữu trong phòng thí nghiệm của mình.

Ông cũng đã tính tới một biện pháp an toàn cho những con vi khuẩn này. Trong một nghiên cứu được xuất bản, giáo sư Church đã mô tả một hệ thống ngắt an toàn được cho là rất hiệu quả. Các chất dinh dưỡng đặc biệt để duy trì sự sống của các khuẩn này không tồn tại ngoài tự nhiên, hơn nữa việc các tế bào này đột biến là bất khả thì và chúng cũng không thể liên kết với các tế bào ngoài tự nhiên để tự sinh sản.

Vẫn nhiều nhà khoa học vẫn biểu lộ những lo lắng nhất định về hệ thống an toàn này, trong đó có Peter Carr. Ông nói: “Các biện pháp cần phải được xem xét kĩ lưỡng. Thay vì khẳng định nó là ‘an toàn’ hay ‘không an toàn’, sẽ hữu dụng hơn nếu có một thước đo độ nguy hiểm riêng cho chúng”.

Không nghi ngờ gì việc đây là đột phá công nghệ sinh học của giáo sư George Church và đội ngũ nghiên cứu, nhưng chúng ta vẫn còn cần nhiều năm nữa để xem được kết quả nghiên cứu một cách đầy đủ nhất.

Tham khảo ScienceMagazine

Bình luận

Tin tức mới

Xem tất cả

Sự thật chỉ ăn gạo lứt muối mè sẽ khỏi ung thư?

Không ít người mang trong mình khối u, bệnh ung thư và cả những em nhỏ bị ung thư cũng được gia đình chỉ cho ăn gạo lứt muối mè, không ăn thịt cá… với quan niệm như vậy khối u sẽ tự "chết" vì bị bỏ đói. Liệu đây có phải cách hay để chữa trị ung thư?

Tiếng ù trong tai có thể giết chết bạn bất cứ lúc nào

Nữ diễn viên 36 tuổi Andrea Syron sống tại Michigan, Mỹ đã phải trải qua phẫu thuật nguy hiểm để ngăn chặn "quả bom hẹn giờ" trong não cô, thứ có thể giết chết cô bất cứ lúc nào nhưng bị các bác sĩ chẩn đoán nhầm là dị ứng, Dailymail đưa tin.

5 năm không sốt: Nên cẩn thận với hai loại bệnh ung thư

Theo mạng tin Hoàn cầu của Trung Quốc, nếu trong một thời gian dài không sốt thì chúng ta đừng vội nghĩ mình có một cơ thể khỏe mạnh. Trên thực tế, đây lại không phải là một chuyện tốt, có thể ung thư đang gõ cửa cơ thể của chúng ta.

Tăng cân giúp não to lên

Trọng lượng cơ thể gia tăng là một nhân tố quan trọng giúp con người gia tăng kích cỡ não và bước ra khỏi “thế giới” linh trưởng.

Tại sao chúng ta càng gãi càng ngứa?

Có lẽ với nhiều người, đây chỉ là một triệu chứng đơn thuần. Tuy nhiên đằng sau nó là những vấn đề phức tạp liên quan đến não bộ và các xung thần kinh cảm giác.

50% thuốc bán trên Internet là thuốc giả

Thông tin này được đưa ra tại hội thảo Hội thảo Nâng cao sức khỏe người bệnh: Tầm quan trọng của chất lượng và phát minh trong lĩnh vực dược phẩm được tổ chức tại Hà Nội ngày 16/3.

Đây là tộc người có trái tim khỏe nhất thế giới

Một nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng, người Tsimané tại Bolivia, có tỉ lệ mắc bệnh tim thấp nhất trên thế giới. Trên thực tế, một người Tsimané 80 tuổi, sớ hữu trái tim khỏe hơn nhiều so với một người Mỹ 55 tuổi.

Công nghệ in 3D giúp tái tạo 100% mô hình quả tim người

Mô hình quả tim chế tạo bằng công nghệ in 3D đã cứu sống tính mạng của 1 bé trai 14 tháng tuổi trong 1 ca phẫu thuật tim. Đây là kết quả chế tạo của các kỹ sư tại trường khoa học kỹ thuật J.B Speed trực thuộc Đại học Louisville.

Bạn nên chấm dứt ngay 5 quan niệm sai lầm này về thực phẩm

Có phải cứ dầu thực vật là sẽ tốt cho sức khỏe? Đã từ lâu, chúng ta được nghe rất nhiều lời khuyên liên quan đến thực phẩm. Nhiều trong số đó đã trở thành niềm tin trong suốt một thời gian dài. Tuy nhiên, liệu tất cả những gì bạn học được về thực phẩm

Tử cung nhân tạo - Khi máy móc tạo ra được... con người

Việc sáng tạo ra tử cung nhân tạo là một tiến bộ khoa học đáng ghi nhận, nhưng giống như trí tuệ nhân tạo nếu con người không biết cách kiểm soát những phát minh một cách hợp lý thì đó chắc chắn là ngày tận cùng của nhân loại.

Bệnh hiếm Kawasaki bỗng dưng... không còn hiếm

Trong vòng một tháng nay, tại Bệnh viện (BV) Nhi Trung ương, số ca mắc bệnh Kawasaki bỗng nhiên tăng đột biến. Từng được xem là căn bệnh “lạ và hiếm”, Kawasaki tiềm ẩn nhiều nguy cơ vì gây tổn thương tim, ảnh hưởng tới tính mạng của trẻ.

Trầm cảm làm tăng nguy cơ bệnh tim

Một nghiên cứu lớn gồm hơn 3,2 triệu người cho thấy, những người bị bệnh tâm thần nặng (SMI), gồm tâm thần phân liệt, rối loạn lưỡng cực và trầm cảm, tăng 53% nguy cơ bị bệnh tim mạch so với những người không mắc bệnh tâm thần.

2 năm trước tạo ra não mini nhân tạo, chính các nhà khoa học cũng không ngờ ngày hôm nay nó có thể tự sản sinh mạch máu

Năm 2015, các nhà khoa học tại Đại học Brown đã phát triển thành công một loại “não mini” từ mô hình được tạo ra từ việc cấy ghép 3D các tế bào thần kinh sống. Mục đích ban đầu của các nhà khoa học là tạo ra loại vật mẫu thí nghiệm mới có thể giúp giảm th

Vùng đất 900 năm không có ai mắc ung thư

Ở đó, khoảng cách cha con có thể lên tới 90 tuổi. 100 tuổi vẫn được coi ở độ tuổi trưởng thành, phụ nữ 80 tuổi trông trẻ như mới ngoài 40. Những cụ ông, cụ bà 130 tuổi vẫn lao động hăng say và nhiều người sống tới 145 tuổi.

Những cơn mưa phóng thích 800.000 nghìn tỷ vi khuẩn mặt đất vào không khí, nhiều gần bằng số sao trong vũ trụ chúng ta biết

Đừng bao giờ nếm một cơn mưa, nếu bạn không muốn trở thành một kẻ thảm sát hàng loạt. Nếm một cơn mưa là bạn đang kết thúc số phận của hàng triệu vi khuẩn, trong chuyến phiêu lưu rời khỏi mặt đất của chúng. Một số vi khuẩn ấy, thậm chí, có thể "trả thù" b

Trung Quốc thử nghiệm thành công thiết bị điều chỉnh đường huyết từ xa bằng ứng dụng điện thoại - giải pháp cho bệnh nhân tiểu đường

Hãy tưởng tượng việc người bệnh tiểu đường có thể nói lời tạm biệt với những ống tiêm vật lý, thứ mà họ đang phải sử dụng để tiêm insulin vào cơ thể mỗi ngày. Thay vào đó, họ chỉ cần cài một ứng dụng trên điện thoại di động, là đã có khả năng theo dõi mức

Đây là 6 điều không nên nói với một người mắc ung thư

Đối mặt và trò chuyện với một người mắc ung thư không phải là điều dễ dàng. Trong nhiều trường hợp, tâm lý của họ trở nên rất phức tạp. Khi đó, ngay cả bạn bè và những người thân thiết nhất của bệnh nhân cũng phải cảm thấy bối rối.

10 cách đường gây hại cho sức khỏe của bạn

Đường là một loại thực phẩm có thể quyến rũ bất cứ ai bởi hương vị ngọt ngào của nó. Đây cũng là một nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho cơ thể. Tuy nhiên, việc bạn tiêu thụ quá nhiều đường sẽ gây tác hại khôn lường đến sức khỏe. Đó cũng chính là lí

Phá bỏ nguyên tắc tuần làm việc 40h, sắp xếp lại cuộc sống không theo mốc thời gian và kết quả bất ngờ cho những người thực hiện

Nguyên tắc làm việc 8 giờ/ngày, 5 ngày/tuần đã tồn tại cả trăm năm hóa ra không phải thứ gì dựa trên khoa học mà đơn giản chỉ là cách gia tăng lượng cầu cho hàng hóa tiêu dùng. Vậy thì chúng ta nên bố trí thời gian trong ngày như thế nào để đạt hiệu quả c

Rối loạn chức năng tuyến giáp liên quan đến suy tim

Nghiên cứu mới chỉ ra rằng những người bị suy giáp (tuyến giáp kém hoạt động) có nguy cơ cao bị suy tim nặng, người cường giáp (tuyến giáp hoạt động quá mức) có thể dễ bị bất thường nhịp tim, thường là nhịp tim nhanh.

Người gầy, trẻ nhỏ cũng có thể mắc gan nhiễm mỡ

Bệnh gan nhiễm mỡ chủ yếu do rối loạn chuyển hóa tế bào gan gây ra. Nhiều người quan niệm gan nhiễm mỡ thường gặp ở những người uống nhiều rượu, bia, thừa cân, béo phì, song trên thực tế người gầy, trẻ nhỏ cũng bị mắc gan nhiễm mỡ.

Có bí mật gì trong bữa sáng của những người sống thọ?

Bữa sáng là bữa ăn quan trọng nhất trong ngày, nhưng chỉ khi bạn thực hiện nó một cách khoa học. Dưới đây là vài gợi ý cho một thực đơn cung cấp nguồn năng lượng dồi dào mà những người khỏe mạnh và có tuổi thọ cao đã duy trì trong nhiều năm.

Suy hô hấp nặng hồi phục hoàn toàn nhờ tim phổi nhân tạo

Các bác sĩ Khoa hồi sức tích cực, Bệnh viện Bạch Mai vừa cấp cứu thành công bệnh nhân bị suy hô hấp nặng, rối loạn đông máu, suy tuần hoàn và suy thận cấp. Hiện tại bệnh nhân đã phục hồi và được xuất viện. Theo các bác sĩ, nếu không được hỗ trợ chạy tim p

Mới chớm mùa nắng, bệnh ở trẻ đã gia tăng

Mỗi ngày 2 bệnh viện Nhi Đồng đang phải tiếp đón từ 9 - 10.000 lượt trẻ đến khám và điều trị. Bác sĩ cảnh báo, thời tiết bắt đầu vào mùa nắng nóng sẽ tạo điều kiện cho vi rút gây bệnh phát triển, phụ huynh cần tăng cường bảo vệ sức khỏe cho trẻ.

Cảnh giác đột ngột viêm cơ tim

Nghe bác sĩ chẩn đoán người bệnh bị suy tim nặng, đe dọa tính mạng... thân nhân cứ ngỡ ngàng. Triệu chứng của bệnh này thường nhẹ như sốt, mệt mỏi, đau cơ nên dễ bị bỏ qua.

Những hiểu lầm phổ biến về muối

Muối là thực phẩm quen thuộc trong gian bếp mỗi nhà. Tuy nhiên, không phải lúc nào chúng ta cũng có những nhìn nhận đúng về muối. Dưới đây là những hiểu lầm thường gặp về muối.

Phát hiện gen gây đột tử ở người trẻ tuổi

Các nhà nghiên cứu Canada, Nam Phi và Ý đã xác định được một gen mới có thể gây đột tử ở thanh niên và các vận động viên. Đó là gen CDH2 gây bệnh cơ tim tâm thất phải gây loạn nhịp (ARVC), một rối loạn di truyền khiến cho tim bệnh nhân ngừng đập và là ngu

Những trường hợp cần hạn chế tỏi

Tỏi có chứa một hợp chất gọi là allicin, đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Ăn tỏi giúp hạ huyết áp cao, đồng thời hạn chế hình thành angiotensin II, một loại hormone làm giãn nở các mạch máu.