Các nhà nghiên cứu từ Đại học Rockefeller (Mỹ) và Đại học California ở Berkeley (Mỹ) đã tìm ra một cách khiến vi khuẩn mã hóa ký ức nhanh hơn rất nhiều so với trước đây.

Thành viên nhóm nghiên cứu TS Luciano Marraffini cho hay:

“CRISPR, hệ miễn dịch thích ứng có trong nhiều loại vi khuẩn, có khả năng ghi nhớ nhiều loại vi rút bằng cách lưu trữ nhiều đoạn DNA của chúng. Nhưng trong tự nhiên, rất ít khi chức năng ghi nhớ này được vận dụng.

tang tri nho vi khuan CRISPR (1) Các nhà khoa học ở Mỹ nhận thấy vi khuẩn có thể ghi nhớ thông tin. (Ảnh: Internet)

Chúng tôi đã xác định được một dạng đột biến đơn lẻ có khả năng thúc đẩy tế bào thu thập ký ức di truyền của vi rút thường xuyên hơn gấp 100 lần so với thông thường. Dạng đột biến này cung cấp một công cụ đắc lực cho việc thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và nơi khác, và có thể hỗ trợ việc chế tạo thiết bị lưu trữ dữ liệu dựa trên DNA. Nếu một vi rút từng được hệ CRISPR của vi khuẩn nhận diện trước đây nay xuất hiện trở lại, hệ CRISPR sẽ giải phóng một en-zim gọi là Cas9 để tiêu diệt nó”.

tang tri nho vi khuan CRISPR (2)Các nhà nghiên cứu đã tìm ra một cách khiến vi khuẩn mã hóa ký ức nhanh hơn rất nhiều lần trước đây. (Ảnh: Internet)

Khám phá này đã mở ra một lĩnh vực thú vị cho các nhà khoa học, do có tiềm năng nghiên cứu thêm để tìm ra các ứng dụng khác.

Nhóm nghiên cứu kích hoạt các đột biến ngẫu nhiên trên gen của Cas9 và nhận thấy một trong số chúng thúc đẩy vi khuẩn thu thập ký ức di truyền chủ động hơn. Trong hoàn cảnh thông thường, nếu các nhà nghiên cứu phơi lộ 100.000 tế bào vi khuẩn trước cùng loại vi rút có khả năng gây chết người này, chỉ duy nhất một trong số chúng có thể thu thập một đoạn DNA để tăng cường khả năng sống sót trước một cuộc tấn công trong tương lai. Nhưng trong các tế bào được chỉnh sửa bằng đột biến gen mới, tỷ lệ đó tăng lên gấp 1000 lần.

Phát hiện này giúp nhóm nghiên cứu khám phá thêm nhiều thông tin mới về các khía cạnh khác nhau của CRISPR.

vi khuẩn(Ảnh: Internet)

Nó cũng có thể giúp các nhà sinh học tổng hợp – những người phụ trách thiết kế và xây dựng các cỗ máy sinh học mới – chỉnh sửa những hệ thống tương tự CRISPR để tiết lộ các thông tin về hoạt động của tế bào thần kinh, cách thức tế bào phản ứng trước các kích thích môi trường, hay phương hướng lây lan của tế bào ung thư.

Nhóm nghiên cứu cũng muốn tìm hiểu nguyên nhân các vi khuẩn không xuất hiện đột biến tự nhiên qua thời gian.

Thành viên nhóm nghiên cứu, anh Robert Heler cho biết: “Có một sự đánh đổi với CRISPR. Tuy rằng hệ thống này bảo vệ tế bào, nhưng đôi lúc nó có thể ngắm chệch mục tiêu, khi thu thập đoạn DNA của vật chủ thay vì từ con vi rút xâm nhập, khiến tế bào tự giết bản thân. Trừ phi được vây quanh bởi một số lượng cực lớn vi rút mà phải cần đến một cơ chế phòng thủ, lúc đó CRISPR-Cas thực sự có hiệu lực, các vi khuẩn không bị đột biến có lợi thế sinh tồn lớn hơn do ít có khả năng xuất hiện cơ chế tự sát này”.

Nghiên cứu này mở ra cơ chế phòng bệnh mới cho con người, có thể tương lai thay vì dùng thuốc kháng sinh hay kháng vi rút, con người sẽ dùng loại vi khuẩn đã được biến đổi gen này để chữa bệnh.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Molecular Cell.

Quý Khải (theo Express)

Xem thêm:

Từ Khóa: