Phát Triển Công Cụ Điều Chỉnh Gen Dựa Trên Sugar-Base Tới T-G và C-K Trong Lúa
Ngày 22 tháng 3 năm 2025 – Trong một bước tiến mới trong lĩnh vực công nghệ sinh học và cải tạo gen, nhóm nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ Cây (Plant Protection Institute) thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc, do các nhà khoa học周焕斌 (Zhōu Huànbīn) và 任斌 (Rèn Bīn) dẫn đầu, đã công bố một nghiên cứu quan trọng về việc phát triển công cụ điều chỉnh gen dựa trên sugar-base trong cây lúa. Công trình này đã được đăng tải trên tạp chí Plant Biotechnology Journal.
Công nghệ CRISPR/Cas9 đã trở thành một công cụ quan trọng trong việc cải tạo gen của các loài thực vật, đặc biệt là trong việc tạo ra các biến thể mới có khả năng chống chịu sâu bệnh và tăng năng suất. Trước đây, các nhà khoa học đã phát triển nhiều công cụ chỉnh sửa gen dựa trên脱氨酶 (aminde deaminases), cho phép chuyển đổi các base DNA từ C thành T và từ A thành G. Tuy nhiên, việc sử dụng脱氨酶 có một số hạn chế và không phải lúc nào cũng hiệu quả.
Trong nghiên cứu này, nhóm của các nhà khoa học đã phát triển thành công các công cụ chỉnh sửa gen dựa trên sugar-base, không cần sử dụng脱氨酶. Họ đã sử dụng công nghệ engineering của người để tạo ra một loại enzyme DNA glycosylase (MPGv6.3) và kết hợp với protein Cas9 (D10A) để thực hiện các chuyển đổi base DNA từ T thành G và từ C thành K (KG/T).
Chi Tiết Về Công Cụ Điều Chỉnh Gen
Các công cụ chỉnh sửa gen mới này bao gồm ba loại胸腺嘧啶 (T) base editors (TGBEs) và hai loại胞嘧啶 (C) base editors (CKBEs). Các loại này được xây dựng dựa trên các enzyme胸腺嘧啶 DNA glycosylase (TDGs) và胞嘧啶 DNA glycosylase (CDGs) đã được engineering hóa từ người, có khả năng chỉnh sửa hiệu quả các base DNA từ T thành S (SG/C) và từ C thành G.
| Loại Base Editor | Enzyme | Cas9 |
|---|---|---|
| TGBEs | TDG-EK | SpCas9n |
| TGBEs | TDG3 | SpCas9n |
| TGBEs | gTBEv3 | SpCas9n |
| CKBEs | CDG4 | SpCas9n |
| CKBEs | gCBEv2 | SpCas9n |
Các kết quả thử nghiệm cho thấy rằng tất cả các công cụ chỉnh sửa gen mới này đều có hiệu quả cao trong việc chỉnh sửa các base DNA từ T thành G và từ C thành K trong cây lúa. Điều này mở ra một hướng mới trong việc cải tạo gen cây lúa, giúp tăng cường khả năng chống chịu sâu bệnh và nâng cao năng suất.
Ý Nghĩa Của Công Trình
Công trình này không chỉ mở rộng khả năng chỉnh sửa gen mà còn cung cấp một phương pháp mới để cải tạo gen cây lúa, một trong những loại lương thực quan trọng nhất trên thế giới. Việc phát triển các công cụ chỉnh sửa gen này có thể giúp giảm thiểu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, cải thiện
