Phát Triển Công Cụ Điều Chỉnh Gen Dựa Trên Sugar-Base Editing Trong Rau Cây

Trong một nghiên cứu mới nhất, nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học tại Trung Tâm Nghiên Cứu Bảo Vệ Cây Trồng và Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp Trung ương Trung Quốc, dẫn đầu bởi các nhà khoa học Zhou Huanbin và Ren Bin, đã công bố một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực công nghệ sinh học thực vật. Họ đã phát triển thành công công cụ điều chỉnh gen dựa trên kỹ thuật sugar-base editing, một công nghệ tiên tiến trong việc cải thiện gen của các loài cây trồng, đặc biệt là lúa.

Kỹ thuật CRISPR/Cas9 đã trở thành một công cụ quan trọng trong việc cải thiện gen của các loài cây trồng. Tuy nhiên, các công cụ điều chỉnh gen dựa trên CRISPR/Cas9 hiện có thường yêu cầu sử dụng các enzim脱氨酶 để chuyển đổi các nucleotide từ C thành T và từ A thành G. Trong nghiên cứu này, nhóm của Zhou Huanbin và Ren Bin đã phát triển công cụ điều chỉnh gen dựa trên sugar-base editing, không cần sử dụng脱氨酶.

Công cụ này được tạo ra bằng cách kết hợp một enzim sugar-glycosylase từ người (MPGv6.3) với Cas9(D10A). Enzim này có khả năng gắn một phân tử đường lên nucleotide bị lỗi, từ đó giúp loại bỏ nucleotide này ra khỏi DNA, tạo điều kiện cho sự thay thế nucleotide mới. Kết quả là, các nucleotide có thể được chuyển đổi từ C thành T và từ G thành T, mở ra khả năng điều chỉnh gen mới.

Chi Tiết Về Các Công Cụ Điều Chỉnh Gen

Nhóm nghiên cứu đã phát triển ba loại công cụ điều chỉnh gen dựa trên TDG (thymine DNA glycosylase) và hai loại công cụ dựa trên CDG (cytosine DNA glycosylase). Các công cụ này bao gồm:

• rBE127a (TDG-EK-SpCas9n)
• rBE127b (TDG3-SpCas9n)
• rBE127c (gTBEv3-SpCas9n)
• rBE128a (CDG4-SpCas9n)
• rBE128b (gCBEv2-SpCas9n)

Thử Nghiệm và Kết Quả

Các công cụ này đã được thử nghiệm thành công trên lúa, một loài cây trồng quan trọng trên toàn thế giới. Kết quả cho thấy, các công cụ này có thể điều chỉnh gen một cách hiệu quả, không chỉ cải thiện khả năng sinh trưởng và sản xuất của lúa mà còn mở ra khả năng tạo ra các giống lúa mới với các đặc tính ưu việt như kháng sâu bệnh, khả năng thích ứng với môi trường và tăng năng suất.

Ý Nghĩa Của Nghiên Cứu

Công trình này không chỉ mở ra một hướng mới trong việc điều chỉnh gen của các loài cây trồng mà còn có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như y học, công nghiệp dược phẩm và nghiên cứu di truyền. Kỹ thuật sugar-base editing có tiềm năng cao trong việc cải thiện hiệu suất và chất lượng của các loài cây trồng, từ đó đóng góp vào việc đảm bảo an ninh lương thực và bảo vệ môi trường.

“`