Trung Quốc tạo ra chuột với gene được lập trình lại hoàn toàn

Các nhà khoa học lần đầu tiên tái tổ hợp hoàn toàn các nhiễm sắc thể của động vật có vú, một bước đột phá về kỹ thuật di truyền.

Xiao Zhu, động vật có vú đầu tiên trên thế giới có các gen được lập trình lại hoàn toàn. Ảnh: Viện Khoa học Trung Quốc

Các nhà khoa học Trung Quốc thông báo, họ đã tái tổ hợp hoàn toàn các nhiễm sắc thể của chuột, một thành tựu có thể mở đường cho việc thiết kế và tạo ra các loài động vật có vú không tồn tại trong tự nhiên. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Science hôm 25/8.

Con chuột mang tên Xiao Zhu, là động vật có vú đầu tiên trên thế giới với các gene được lập trình lại hoàn toàn. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã phân tách các nhiễm sắc thể thành nhiều đoạn rồi ghép chúng lại theo các tổ hợp khác nhau để tạo ra một gói gene mới. Họ cho biết, đây là lần đầu tiên việc chỉnh sửa gene của động vật có vú được thực hiện trên quy mô lớn như nhiễm sắc thể.

Nhiễm sắc thể là các cấu trúc dạng sợi chứa ADN trong nhân tế bào. Chúng tách ra và kết hợp lại một cách tự nhiên, thúc đẩy sự sinh sản và tiến hóa của hầu hết dạng sống trên Trái Đất. Quá trình tự nhiên này vô cùng tinh vi và phức tạp nên sự can thiệp của con người vẫn còn hạn chế, thường chỉ thành công với các sinh vật đơn bào như nấm men.

"Bộ gene của động vật có vú phức tạp hơn nhiều so với bộ gene của nấm men", Li Wei, nhà nghiên cứu tại Viện Động vật học thuộc Viện Khoa học Trung Quốc, tác giả chính của nghiên cứu mới, cho biết. Li cùng các đồng nghiệp đã sử dụng CRISPR, công cụ chỉnh sửa gene hoạt động giống như một chiếc kéo, để điều chỉnh các nhiễm sắc thể trong một tế bào gốc sinh sản của chuột do họ thiết kế riêng.

Trong các điều kiện tự nhiên, sai sót có thể xảy ra trong quá trình phân tách và hợp nhất của nhiễm sắc thể, đôi khi gây ra những bệnh nghiêm trọng như ung thư. Trong phòng thí nghiệm của Li, chuyện tương tự cũng xảy ra. Khi cố gắng ghép hai đoạn nhiễm sắc thể rất dài lại với nhau, nhóm nghiên cứu sẽ làm chết chuột hoặc tạo ra những mẫu vật không khỏe mạnh với cơ thể dị dạng hoặc hành vi kỳ lạ.

Tuy nhiên, các chuyên gia phát hiện rằng nếu sử dụng các nhiễm sắc thể ngắn hơn và giảm tổng số nhiễm sắc thể xuống còn 19 cặp - ít hơn một cặp so với chuột tự nhiên - họ có thể tạo ra một loài mới trông khỏe mạnh và bình thường, dù gói nhiễm sắc thể trong tế bào của chúng hoàn toàn không giống bất cứ con chuột nào khác.

"Điều này nghĩa là chúng tôi, lần đầu tiên trên thế giới, đạt được sự sắp xếp lại hoàn toàn nhiễm sắc thể ở động vật có vú, tạo ra một bước đột phá mới trong sinh học tổng hợp. Nghiên cứu này là một bước đột phá trong công nghệ kỹ thuật sinh học, giúp hiểu được tác động khi tái điều chỉnh nhiễm sắc thể của động vật có vú trên quy mô lớn, đồng thời giúp hiểu sâu hơn về các cơ chế phân tử đằng sau sự tăng trưởng, phát triển, tiến hóa sinh sản, thậm chí cả việc tạo ra một loài", Li nói.

Nhóm nghiên cứu đã cho những con chuột được lập trình lại gene giao phối với chuột bình thường. Dù tỷ lệ sinh sản tương đối thấp, loài chuột được tạo ra trong phòng thí nghiệm vẫn truyền được các nhiễm sắc thể đã điều chỉnh cho con cái chúng. Điều này cho thấy tác động của sự can thiệp nhân tạo có thể duy trì qua nhiều thế hệ.

Nhóm chuyên gia cho biết, công nghệ mới có thể giúp tìm ra phương pháp điều trị các vấn đề như vô sinh và các bệnh như ung thư, vì nó cho phép các nhà khoa học quan sát và điều khiển những hoạt động phức tạp của nhiễm sắc thể trong tế bào động vật có vú.

(Theo vnexpress.net)