Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Trung Tâm NC Khoai tây, Rau và Hoa, trồng rau Hàn Quốc theo VietGap

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  19
 Số lượt truy cập :  28260270
Cảm biến sinh học mới làm sáng tỏ quá trình chỉnh sửa gen CRISPR
Thứ sáu, 31-12-2021 | 07:35:26

Hệ thống cảm biến sinh học ORNL cho thấy hoạt động CRISPR trong cây bạch dương, chúng phát sáng màu xanh lục dưới ánh sáng cực tím, trong khi đó ở cây bình thường, chúng có màu đỏ. Nguồn: Guoliang Yuan/ORNL, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.

 

Hiện nay có thể phát hiện hoạt động của các công cụ chỉnh sửa gen CRISPR trong sinh vật bằng mắt thường và dưới ánh đèn tia cực tím bằng cách sử dụng công nghệ được phát triển tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.

 

Các nhà khoa học đã chứng minh các công cụ phát hiện này trên thực vật và dự đoán việc sử dụng chúng  trên động vật, vi khuẩn và nấm với các ứng dụng đa dạng cho công nghệ sinh học, an toàn sinh học, năng lượng sinh học và nông nghiệp. Nhóm đã mô tả sự phát triển thành công của hệ thống UV trong nghiên cứu trồng trọt và chứng minh nguyên tắc của chúng trong sinh tổng hợp ACS.

 

Công nghệ CRISPR đã nhanh chóng trở thành công cụ chính của kỹ thuật sinh học và các phiên bản mới liên tục được phát triển. Việc xác định xem một sinh vật có bị biến đổi hay không bằng công nghệ CRISPR trước đây là một quá trình phức tạp và tốn thời gian.

 

“Trước khi điều này xảy ra, cách duy nhất để biết liệu kỹ thuật chỉnh sửa gen có xảy ra hay không là thực hiện phân tích pháp y”, Paul Abraham, nhà hóa học phân tích sinh học và là người đứng đầu Khu vực trọng tâm khoa học thiết kế và kỹ thuật hệ sinh thái an toàn của ORNL cho biết. “Để thành công, bạn cần biết bộ gen trông như thế nào trước khi chúng bị chỉnh sửa. Chúng tôi muốn thiết kế một nền tảng mà chúng tôi có thể chủ động quan sát hoạt động của CRISPR”.

 

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một giải pháp tự phát hiện hiệu quả tận dụng cách thức hoạt động của CRISPR để kích hoạt công nghệ tự phát hiện. Trong điều kiện bình thường, CRISPR hoạt động bằng cách kết nối với một chuỗi RNA ngắn, được gọi là RNA dẫn đường, vì nó dẫn CRISPR đến một chuỗi DNA phù hợp. Khi tìm thấy DNA mục tiêu, CRISPR sửa đổi DNA bằng cách hoạt động như một chiếc kéo phân tử cực nhỏ để cắt qua một hoặc cả hai sợi DNA, tùy thuộc vào loại công nghệ CRISPR được sử dụng.

 

Abraham ví phương pháp của họ như một hệ thống báo động với hai thành phần: RNA dẫn đường cảm biến sinh học định hướng hoạt động CRISPR và một protein báo cáo gắn cờ hoạt động. Các nhà nghiên cứu mã hóa hai thành phần vào DNA của sinh vật để kích hoạt hệ thống giám sát.

 

Với hệ thống tự phát hiện tại chỗ, RNA dẫn đường cảm biến sinh học chặn CRISPR, ngăn nó kết nối với mục tiêu gen ban đầu và chuyển hướng CRISPR đến một trình tự DNA cụ thể mã hóa cho một protein huỳnh quang màu xanh lục không hoạt động, hoặc GFP. Khi CRISPR chỉnh sửa trình tự, nó sẽ bật công tắc tạo ra GFP hoạt động, tạo ra ánh sáng xanh lục báo hiệu sự hiện diện của CRISPR.

 

Vì cần có kính hiển vi để nhìn thấy ánh sáng từ GFP, các nhà nghiên cứu đã cải tiến phương pháp ban đầu của họ bằng cách thay thế GFP bằng một protein báo cáo tương tự, được gọi là eYGFPuv, có thể nhìn thấy dưới ánh đèn tia cực tím thường được gọi là ánh sáng đen.

 

Abraham cho biết: “Bây giờ chúng ta có thể thấy liệu CRISPR có hoạt động hay không bất kể kích thước, hình dạng và vị trí của các sinh vật mà chúng ta đang đánh giá. Tính linh hoạt này đẩy nhanh quá trình kỹ thuật sinh học và mở rộng việc sử dụng cảm biến sinh học trong các ứng dụng trong phòng thí nghiệm và trên đồng ruộng”.

 

Vì CRISPR phải được điều chỉnh cho phù hợp với từng sinh vật để sử dụng hiệu quả, nên việc biết liệu công nghệ CRISPR đang hoạt động trong một loại cây hoặc vi khuẩn cụ thể có thể đẩy nhanh tiến độ hướng tới các mục tiêu như phát triển cây trồng năng lượng sinh học chịu hạn và vi khuẩn chỉnh sửa gen để chuyển đổi hiệu quả sinh khối thực vật thành nhiên liệu hàng không bền vững.

 

Carrie Eckert, trưởng nhóm Sinh học tổng hợp của ORNL cho biết: “Những công cụ này cho phép chúng tôi nhanh chóng xác định những biến đổi tích cực với những thay đổi di truyền mong muốn mà chúng tôi đang nhắm tới. Chúng tôi có thể dễ dàng nhìn thấy các biến thể so với những biến thể không xảy ra sửa đổi”.

 

Các cảm biến sinh học cũng cung cấp một phương pháp hiệu quả để biết liệu CRISPR có còn hoạt động hay không sau khi các sửa đổi mong muốn có hiệu lực. Nhà sinh học tổng hợp thực vật ORNL và đồng tác giả Xiaohan Yang so sánh hoạt động chỉnh sửa bộ gen của CRISPR với một phẫu thuật có lợi nhưng cảnh báo rằng “bạn không muốn bác sĩ phẫu thuật bỏ lại dao kéo” vì hoạt động CRISPR tiếp tục có thể gây ra những tác động không mong muốn.

 

Yang hình dung ra các ứng dụng cảm biến sinh học có thể kiểm tra thế hệ con cháu của các cây biến đổi, chẳng hạn, để xác minh rằng bộ phận chỉnh sửa gen không chuyển sang chúng. Với công nghệ này, có thể khảo sát cả một cánh đồng trồng trọt.

 

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra các cảm biến sinh học cụ thể để phát hiện các công cụ CRISPR khác nhau, bao gồm Cas9 nuclease,  prime editor, base editor and CRISPRa. Họ đã trình diễn các cảm biến riêng lẻ với mỗi cảm biến báo hiệu sự hiện diện của một loại công cụ CRISPR cụ thể. Abraham cũng nhận thấy tiềm năng việc kết hợp các cảm biến sinh học thành một phiên bản có phát hiện nhiều công nghệ chỉnh sửa gen cùng một lúc.

 

"Chúng tôi sẽ tiếp tục tối ưu hóa các cảm biến sinh học này để cải thiện tính bảo mật của công nghệ sinh học thế hệ tiếp theo", Abraham cho biết.

 

Bùi Anh Xuân theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 208

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cậy lúa, GEN Pi65(t), thông qua kỹ thuật NGS
  • Bản đồ QTL chống chịu mặn của cây lúa thông qua phân tích quần thể phân ly trồng dồn của các dòng con lai tái tổ hợp bằng 50k SNP CHIP
  • Tuần tin khoa học 479 (16-22/05/2016)
  • Áp dụng huỳnh quang để nghiên cứu diễn biến sự chết tế bào cây lúa khi nó bị nhiễm nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae
  • Vai trò của phân hữu cơ chế biến trong việc nâng cao năng năng suất và hiệu quả kinh tế cho một số cây ngắn ngày trên đất xám đông Nam Bộ
  • Tuần tin khoa học 475 (18-24/04/2016)
  • Vi nhân giống cây măng tây (Asparagus officinalis L.)
  • Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn
  • Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo, cảnh báo hạn hán cho Việt Nam với thời hạn đến 3 tháng
  • Liệu thủ phạm chính gây nóng lên toàn cầu có giúp ích được cho cây trồng?
  • Tuần tin khoa học 478 (09-15/05/2016)
  • Sinh vật đơn bào có khả năng học hỏi
  • Côn trùng có thể tìm ra cây nhiễm virus
  • Bản đồ QTL liên quan đến tính trạng nông học thông qua quần thể magic từ các dòng lúa indica được tuyển chọn
  • Nghiên cứu khẳng định số loài sinh vật trên trái đất nhiều hơn số sao trong giải ngân hà chúng ta
  • Cơ chế di truyền và hóa sinh về tính kháng rầy nâu của cây lúa
  • Vật liệu bọc thực phẩm ăn được, bảo quản trái cây tươi hơn 7 ngày mà không cần tủ lạnh
  • Giống đậu nành chống chịu mặn có GEN gmst1 làm giảm sự sinh ra ROS, tăng cường độ nhạy với ABA, và chống chịu STRESS phi sinh học của cây Arabidopsis thaliana
  • Khám phá hệ giác quan cảm nhận độ ẩm không khí ở côn trùng
  • Phương pháp bền vững để phát triển cây lương thực nhờ các hạt nano
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD