Các nhà khoa học tạo ra các en-zim từ con số không
Ngày 1/12/2014. BBC News - Các nhà khoa học tạo ra các en-zim từ con số không (Scientists make enzymes from scratch). Các chuyên gia cho biết họ vừa đạt được một cột mốc khoa học là tạo ra các en-zim từ vật liệu di truyền nhân tạo được thực hiện trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu của Hội đồng Nghiên cứu Y học Anh hiện đang hy vọng tạo ra các cấu trúc phức tạp hơn có thể sánh ngang với tự nhiên.Những en-zim tổng hợp này hoạt động không khác gì so với những enzyme thật, công trình nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nature không chỉ cung cấp các manh mối cho các khối xây dựng cơ bản của sự sống (building blocks of life) mà còn chỉ ra một hướng đi mới tạo ra các loại thuốc điều trị cho con người. “Tôi có thể nhìn thấy làm thế nào để có thể có chiến lược điều trị tối thiểu nếu chúng ta có thể bắt đầu bắt chước tự nhiên và phát triển biến thể tổng hợp " Giáo sư Paul Freemont Imperial College London.
Thông tin di truyền (Genetic information)
Công tác nghiên cứu nền tảng của dự án tiên phong này đã bắt đầu cách đây vài năm khi TS. Phillipp Holliger và nhóm của ông đã tạo ra các phiên bản tổng hợp của DNA và RNA người anh em họ hóa học của nó (synthetic versions of DNA and its chemical cousin RNA)-các phân tử mang mã di truyền cơ bản của sự sống (basic genetic code of life). Sử dụng những XNAs nhân tạo này như các khối xây dựng cơ bản của sự sống, các nhà nghiên cứu đã sắp đặt để xem liệu họ có thể tạo ra enzyme tổng hợp-những chất điều khiển một loạt các chức năng cơ thể như làm thế nào mà chúng ta tiêu hóa thức ăn. TS. Holliger giải thích: “Cho tới gần đây, người ta đã cho rằng DNA và RNA là các phân tử duy nhất có thể lưu trữ thông tin di truyền và cùng với các protein, các phân tử sinh học duy nhất có khả năng hình thành các enzyme”. Nhóm của ông phát hiện có thể tạo ra enzyme từ con số không bằng việc sử dụng vật liệu không tồn tại trong tự nhiên, mặc dù hoàn toàn là nhân tạo nhưng các enzyme tổng hợp có khả năng xây dựng và phá vỡ các phân tử giống như các enzyme xuất hiện tự nhiên.
Các “XNAzymes”, tên gọi mà các nhà khoa học đặt cho chúng có thể kích hoạt (jump-start) các phản ứng đơn giản như cắt hoặc nối các sợi RNA trong một ống nghiệm. Cuộc sống 'lựa chọn' (choice) của RNA và DNA có thể chỉ là một ngẫu nhiên của hóa học thời tiền sử, một trong những XNAzyme nối các sợi XNA với nhau là cái gì đó đại diện cho một trong những bước đầu tiên tạo ra một hệ thống sống. TS. Philipp Holliger-Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy về nguyên tắc có một số lựa chọn thay thế tốt cho các phân tử tự nhiên sẽ hỗ hỗ trợ các quá trình xúc tác cần thiết cho sự sống(support the catalytic processes required for life). “Cuộc sống 'lựa chọn' của RNA và DNA có thể chỉ là một sự ngẫu nhiên của hóa học thời tiền sử (an accident of prehistoric chemistry)”. Ông cho biết có khả năng sự sống có thể được phát hiện ở những hành tinh khác, sinh ra từ một “xương sống” phân tử (molecular "backbone") khác với DNA. Quay trở lại Trái đất, các en-zim tổng hợp có thể hữu ích trong việc điều trị các căn bệnh của con người như ung thư. TS. Holliger giải thích rằng XNAs phù hợp lý tưởng như một liệu pháp trị bệnh. Về mặt hóa học, chúng cực kỳ khỏe mạnh và vì chúng không xảy ra trong tự nhiên, chúng có thể tránh được các enzyme suy yếu tự nhiên của cơ thể. Ông cho biết: “Điều này có thể khiến chúng trở thành một ứng viên hấp dẫn cho các biện pháp điều trị lâu dài mà có thể giúp phá vỡ các RNAs liên quan đến bệnh tật”. “Và bởi vì chúng ta có thể thay đổi đặc tính hóa học tùy thích (to our hearts' content, thành ngữ) ít nhất trong một chừng mực nào đó cho nên chúng ta có thể tạo ra các en-zim thích hợp dành cho các mục đích cụ thể”. GS. Paul Freemont, một chuyên gia trong lĩnh vực sinh học cấu trúc tại Học viện Hoàng gia Luân Đôn (Imperial College London), cho biết: “Tôi có thể thấy sẽ có những chiến lược điều trị như thế nào trong tương lai nếu chúng ta có thể bắt đầu bắt chước tự nhiên và phát triển các biến thể tổng hợp, điều làm tôi phấn khích hơn đó chính là những câu hỏi đặt ra về nguồn gốc sự sống, nó đánh thức con người suy nghĩ rằng những gì chúng ta nhìn thấy trên hành tinh này chỉ là một sự kiện có thể xảy ra do hóa học (chemical possibility)- đó là thử thách thuần túy của hóa học sự sống (It's the pure challenge of the chemistry of life)”.
|
TRANG CHỦ
