|
 Đang trực tuyến :
11 |
|
 Số lượt truy cập :
33460099 |
|
|
|
|
|
LẬP BẢN ĐỒ CÁC VÙNG DỊCH MÃ TRONG HỆ GENE NGƯỜI
Thứ bảy, 22-06-2013 | 04:36:19
|
|
Với vai trò sinh học trung tâm, protein đã được nghiên cứu rất nhiều, đặc biệt là quá trình mã hóa chúng từ các khuôn mẫu DNA, hay còn gọi là quá trình dịch mã. Khi cơ chế chung của sự dịch mã đã được hiểu rõ, vẫn có nhiều cơ chế tổng hợp protein đặc biệt khác chưa được hiểu. Một trong các cơ chế đó ít được hiểu rõ là dịch mã không mũ (cap-independent translation).
Với vai trò sinh học trung tâm, protein đã được nghiên cứu rất nhiều, đặc biệt là quá trình mã hóa chúng từ các khuôn mẫu DNA, hay còn gọi là quá trình dịch mã. Khi cơ chế chung của sự dịch mã đã được hiểu rõ, vẫn có nhiều cơ chế tổng hợp protein đặc biệt khác chưa được hiểu. Một trong các cơ chế đó ít được hiểu rõ là dịch mã không mũ (cap-independent translation).
Theo congnghesinhhoc24h.
Với vai trò sinh học trung tâm, protein đã được nghiên cứu rất nhiều, đặc biệt là quá trình mã hóa chúng từ các khuôn mẫu DNA, hay còn gọi là quá trình dịch mã. Khi cơ chế chung của sự dịch mã đã được hiểu rõ, vẫn có nhiều cơ chế tổng hợp protein đặc biệt khác chưa được hiểu. Một trong các cơ chế đó ít được hiểu rõ là dịch mã không mũ (cap-independent translation).
Hiện tại, John Chaput cùng các đồng nghiệp của mình tại Viện Biodesign của trường đại học bang Arizona (Hoa Kì) đang tiến hành một cuộc nghiên cứu trên diện rộng về bộ gene của người liên quan tới dịch mã không mũ lần đầu tiên, khám phá hàng ngàn chuỗi mRNA hoạt động giống như các nhân tố kích thích dịch mã (Translation Enhancing Elements: TEEs), đây là các RNA đi ngược chiều vùng mã hóa giúp huy động ribosome đến vùng khởi đầu dịch mã. Nghiên cứu mới phác thảo một kỹ thuật để khai thác toàn bộ hệ gene người đối với các chuỗi khởi đầu dịch mã không mũ. Nghiên cứu đóng vai trò quan trọng cho sự hiểu biết cơ bản về dịch mã trong hệ thống các cơ thể sống, cũng như tạo ra các tiềm năng trong y học (Nhiều mầm bệnh virus được biết là sử dụng dịch mã không mũ để chiếm đoạt và chỉ đạo hệ thống tế bào kí chủ để dịch mã protein cần thiết cho chúng). Tác giả chính của nghiên cứu là Brian P. Wellensiek, nhà khoa học uy tín thuộc trung tâm Y học tiến hóa và tin học. Kết quả nghiên cứu của nhóm xuất hiện trên tạp chí khoa học Nature Methods. Trong suốt quá trình tổng hợp protein ở các tế bào nhân thực, dịch mã có mũ (cap-dependent translation) chiếm số lượng chính. Quá trình này bắt đầu sau khi DNA phiên mã mRNA, với sự hỗ trợ của enzyme polymerase. mRNA sau đó trở thành khuôn mã hóa để dịch mã xảy ra. Các đoạn mã trên mRNA là trình tự của 4 loại base A, C, G, U, các trình tự bộ 3 hay còn gọi là codon, khớp với trình tự một anino acid theo nguyên tắc bổ sung để tổng hợp nên protein. Thành phần chủ chốt trong qua trình dịch mã là ribosome, giúp đọc các codon khi di chuyển trên mạch mRNA. Tuy nhiên trước khi làm điều này, ribosome phải xác định vị trí tại một cấu trúc đặc biệt được gọi là “mũ”, ribosome được huy động đến đầu 5’ của mRNA thông qua phức hợp mũ này. Dịch mã không mũ cho phép ribosome bắt đầu đọc mRNA mà không cần phải gắn với cấu trúc mũ ở đầu 5’. Dịch mã không mũ xuất hiện ở các tế bào nhân thực qua các quá trình bao gồm sự phân bào và sự chết tế bào (apoptosis) (hay gọi là cái chết được lập trình của tế bào). Dịch mã không mũ cũng xuất hiện ở dịch mã của virus. Trong nghiên cứu hiện hành, Chaput đã thiết kế một chiến thuật chọn lọc trong ống nghiệm để khám phá các chuỗi trong hệ gene người tham gia phiên mã không mũ. Kỹ thuật này có thể chọn lọc các “ứng cử viên” từ hàng tỉ đoạn gene. Khi một tập hợp các trình tự được khám phá là các TEEs, chúng cho thấy khả năng hoạt động của mình một cách hiệu quả ở cả tế bào tự do và các hệ thống dịch mã của tế bào. Theo như Chaput giải thích, hầu hết nghiên cứu trên dịch mã không mũ đều được tiến hành bằng cách sử dụng các đoạn RNA từ virus. “Những phân tử RNA này sẽ gấp thành các dạng có thể bắt chước các nhân tố khởi động phiên mã mà ta có thể tìm thấy ở dịch mã của sinh vật nhân thực.” Ông cho biết. Mới đây, các phân tử RNA tương tự các đoạn RNA trên đã được khám phá trong các thống tế bào dẫu cho trình tự của cúng ngắn hơn và hoạt động với một chức năng khác. Phương pháp của Chaput nghiên cứu các chuỗi gene trên quy mô diện rộng của hệ gene liên quan tới việc tạo ra một ngân hàng DNA của toàn bộ gene người lần đầu tiên. Sử dụng các enzyme, bộ gene đã bị cắt thành các đoạn tự do gồm khoảng 200 cặp base. Các đoạn tự do sau đó được phiên mã thành mRNA. Ứng dụng một kỹ thuật gọi là mRNA display, các đoạn mRNA được gắn kết bằng một cách đặc biệt với amino acid, từ đó chuỗi các amino acid tổng hợp thành công từ dịch mã vẫn gắn với các đoạn mRNA tạo ra chúng. “Về mặt bản chất, điều mà chúng tôi đang làm là sử dụng mRNA người và gắn kết chúng để chúng hoạt động như TEEs.” Chaput cho biết. Những chuỗi đó mang một đoạn peptide gắn kết do tương tác ái lực mà sau đó đoạn peptide này có thể tách ra khỏi các chuỗi chưa được dịch mã, phiên mã ngược, được khuếch đại sử dụng kỹ thuật PCR và sau đó được chọn lọc. Các chuỗi sau đó được so sánh với hệ gene người. Đúng như dự đoán, các chuỗi được sử dụng lúc khởi đầu thí nghiệm khớp một cách không đồng đều với hệ gene người. Nhưng các chuỗi được chọc lọc qua mRNA display là các TEEs có xu hướng nằm thành nhóm trong các vùng không mã hóa protein của người. Các tác giả dự doán rằng các chuỗi này có thể được chọn lọc ngược lại sự tiến hóa, và chúng có tiềm năng cản trở sự dịch mã có mũ. 20% TEEs hoạt động như là các vùng khởi động bên trong của ribosome, và xuất hiện chủ yếu ở các vùng không mã hóa của gene. Nguồn gốc của các chuỗi này vẫn còn là một ẩn số. Có thể chúng là kết quả của một mối liên hệ giữa người và nhiều loại virus khác nhau. Khi nhóm của Chaput đã thiết lập được ngân hàng gồm có 250 TEEs thông qua quá trình chọn lọc bằng mRNA display, các chuỗi đã được sàng lọc dựa trên tiêu chí “hoạt động kích thích dịch mã” bằng việc sử dụng một kiểm nghiệm quang học sử dụng enzyme luciferase (enzyme góp phần oxi hóa luciferin trong các tế bào phát sáng). Bằng việc đo lường lượng luciferase, việc kích thích dịch mã của mỗi chuỗi có thể được đánh giá tương tối, với các TEEs tốt nhất là kích thích dịch mã tới 50-100 lần (một vài TEEs kích thích tới 1000 lần). Bước tiếp theo là xác định chuỗi nào trong các chuỗi này có thể hoạt động giống như vùng khởi động bên trong của ribosome. Để tiến hành điều này, 250 TEEs trên được gắn vào một vector mang cấu trúc một cái kẹp tóc. Theo như Chaput giải thích: “Nếu ribosome bám trên đầu 5’, nó sẽ đụng cái cái kẹp tóc này và sẽ rơi ra. Tuy nhiên nếu ribsome bỏ qua cái kẹp tóc này và nhận diện chuỗi ở một vùng khác ngoài cái kẹp tóc này và dịch mã chuỗi đó, điều đó chỉ ra rằng TEE đóng vai trò như một vùng khởi động bên trong của ribosome”. Cả 2 kiểm tra (TEEs và vùng khởi động bên trong của ribosome) đều tiến hành dưới các tế bào tự do trong các tế bào của người sử dụng một vector virus vaccinia. Các nghiên cứu này được thực hiện là nhờ có các kỹ thuật tiên tiên trong ống nghiệm như mRNA display, cụng như các công nghệ cho phép giải trình song song DNA (gọi là giải trình nâng cao), với tốc độ nhanh và chính xác. Vẫn còn nhiều hạn chế để nghiên cứu các quá trình dịch mã không phổ biến. Cơ chế hoạt động của TEEs vẫn còn bí ẩn, đặc biệc là trong các vùng khởi động bên trong của ribosome. Và các protein cụ thể tạo ra từ dịch mã không mũ vẫn chưa được khám phá và phân loại. - See more at: http://congnghesinhhoc24h.com/tin-cnsh/lap-ban-do-cac-vung-dich-ma-trong-he-gene-nguoi-2564.html#sthash.1CLUeaB5.dpuf
Với vai trò sinh học trung tâm, protein đã được nghiên cứu rất nhiều, đặc biệt là quá trình mã hóa chúng từ các khuôn mẫu DNA, hay còn gọi là quá trình dịch mã. Khi cơ chế chung của sự dịch mã đã được hiểu rõ, vẫn có nhiều cơ chế tổng hợp protein đặc biệt khác chưa được hiểu. Một trong các cơ chế đó ít được hiểu rõ là dịch mã không mũ (cap-independent translation).
Hiện tại, John Chaput cùng các đồng nghiệp của mình tại Viện Biodesign của trường đại học bang Arizona (Hoa Kì) đang tiến hành một cuộc nghiên cứu trên diện rộng về bộ gene của người liên quan tới dịch mã không mũ lần đầu tiên, khám phá hàng ngàn chuỗi mRNA hoạt động giống như các nhân tố kích thích dịch mã (Translation Enhancing Elements: TEEs), đây là các RNA đi ngược chiều vùng mã hóa giúp huy động ribosome đến vùng khởi đầu dịch mã. Nghiên cứu mới phác thảo một kỹ thuật để khai thác toàn bộ hệ gene người đối với các chuỗi khởi đầu dịch mã không mũ. Nghiên cứu đóng vai trò quan trọng cho sự hiểu biết cơ bản về dịch mã trong hệ thống các cơ thể sống, cũng như tạo ra các tiềm năng trong y học (Nhiều mầm bệnh virus được biết là sử dụng dịch mã không mũ để chiếm đoạt và chỉ đạo hệ thống tế bào kí chủ để dịch mã protein cần thiết cho chúng). Tác giả chính của nghiên cứu là Brian P. Wellensiek, nhà khoa học uy tín thuộc trung tâm Y học tiến hóa và tin học. Kết quả nghiên cứu của nhóm xuất hiện trên tạp chí khoa học Nature Methods. Trong suốt quá trình tổng hợp protein ở các tế bào nhân thực, dịch mã có mũ (cap-dependent translation) chiếm số lượng chính. Quá trình này bắt đầu sau khi DNA phiên mã mRNA, với sự hỗ trợ của enzyme polymerase. mRNA sau đó trở thành khuôn mã hóa để dịch mã xảy ra. Các đoạn mã trên mRNA là trình tự của 4 loại base A, C, G, U, các trình tự bộ 3 hay còn gọi là codon, khớp với trình tự một anino acid theo nguyên tắc bổ sung để tổng hợp nên protein. Thành phần chủ chốt trong qua trình dịch mã là ribosome, giúp đọc các codon khi di chuyển trên mạch mRNA. Tuy nhiên trước khi làm điều này, ribosome phải xác định vị trí tại một cấu trúc đặc biệt được gọi là “mũ”, ribosome được huy động đến đầu 5’ của mRNA thông qua phức hợp mũ này. Dịch mã không mũ cho phép ribosome bắt đầu đọc mRNA mà không cần phải gắn với cấu trúc mũ ở đầu 5’. Dịch mã không mũ xuất hiện ở các tế bào nhân thực qua các quá trình bao gồm sự phân bào và sự chết tế bào (apoptosis) (hay gọi là cái chết được lập trình của tế bào). Dịch mã không mũ cũng xuất hiện ở dịch mã của virus. Trong nghiên cứu hiện hành, Chaput đã thiết kế một chiến thuật chọn lọc trong ống nghiệm để khám phá các chuỗi trong hệ gene người tham gia phiên mã không mũ. Kỹ thuật này có thể chọn lọc các “ứng cử viên” từ hàng tỉ đoạn gene. Khi một tập hợp các trình tự được khám phá là các TEEs, chúng cho thấy khả năng hoạt động của mình một cách hiệu quả ở cả tế bào tự do và các hệ thống dịch mã của tế bào. Theo như Chaput giải thích, hầu hết nghiên cứu trên dịch mã không mũ đều được tiến hành bằng cách sử dụng các đoạn RNA từ virus. “Những phân tử RNA này sẽ gấp thành các dạng có thể bắt chước các nhân tố khởi động phiên mã mà ta có thể tìm thấy ở dịch mã của sinh vật nhân thực.” Ông cho biết. Mới đây, các phân tử RNA tương tự các đoạn RNA trên đã được khám phá trong các thống tế bào dẫu cho trình tự của cúng ngắn hơn và hoạt động với một chức năng khác. Phương pháp của Chaput nghiên cứu các chuỗi gene trên quy mô diện rộng của hệ gene liên quan tới việc tạo ra một ngân hàng DNA của toàn bộ gene người lần đầu tiên. Sử dụng các enzyme, bộ gene đã bị cắt thành các đoạn tự do gồm khoảng 200 cặp base. Các đoạn tự do sau đó được phiên mã thành mRNA. Ứng dụng một kỹ thuật gọi là mRNA display, các đoạn mRNA được gắn kết bằng một cách đặc biệt với amino acid, từ đó chuỗi các amino acid tổng hợp thành công từ dịch mã vẫn gắn với các đoạn mRNA tạo ra chúng. “Về mặt bản chất, điều mà chúng tôi đang làm là sử dụng mRNA người và gắn kết chúng để chúng hoạt động như TEEs.” Chaput cho biết. Những chuỗi đó mang một đoạn peptide gắn kết do tương tác ái lực mà sau đó đoạn peptide này có thể tách ra khỏi các chuỗi chưa được dịch mã, phiên mã ngược, được khuếch đại sử dụng kỹ thuật PCR và sau đó được chọn lọc. Các chuỗi sau đó được so sánh với hệ gene người. Đúng như dự đoán, các chuỗi được sử dụng lúc khởi đầu thí nghiệm khớp một cách không đồng đều với hệ gene người. Nhưng các chuỗi được chọc lọc qua mRNA display là các TEEs có xu hướng nằm thành nhóm trong các vùng không mã hóa protein của người. Các tác giả dự doán rằng các chuỗi này có thể được chọn lọc ngược lại sự tiến hóa, và chúng có tiềm năng cản trở sự dịch mã có mũ. 20% TEEs hoạt động như là các vùng khởi động bên trong của ribosome, và xuất hiện chủ yếu ở các vùng không mã hóa của gene. Nguồn gốc của các chuỗi này vẫn còn là một ẩn số. Có thể chúng là kết quả của một mối liên hệ giữa người và nhiều loại virus khác nhau. Khi nhóm của Chaput đã thiết lập được ngân hàng gồm có 250 TEEs thông qua quá trình chọn lọc bằng mRNA display, các chuỗi đã được sàng lọc dựa trên tiêu chí “hoạt động kích thích dịch mã” bằng việc sử dụng một kiểm nghiệm quang học sử dụng enzyme luciferase (enzyme góp phần oxi hóa luciferin trong các tế bào phát sáng). Bằng việc đo lường lượng luciferase, việc kích thích dịch mã của mỗi chuỗi có thể được đánh giá tương tối, với các TEEs tốt nhất là kích thích dịch mã tới 50-100 lần (một vài TEEs kích thích tới 1000 lần). Bước tiếp theo là xác định chuỗi nào trong các chuỗi này có thể hoạt động giống như vùng khởi động bên trong của ribosome. Để tiến hành điều này, 250 TEEs trên được gắn vào một vector mang cấu trúc một cái kẹp tóc. Theo như Chaput giải thích: “Nếu ribosome bám trên đầu 5’, nó sẽ đụng cái cái kẹp tóc này và sẽ rơi ra. Tuy nhiên nếu ribsome bỏ qua cái kẹp tóc này và nhận diện chuỗi ở một vùng khác ngoài cái kẹp tóc này và dịch mã chuỗi đó, điều đó chỉ ra rằng TEE đóng vai trò như một vùng khởi động bên trong của ribosome”. Cả 2 kiểm tra (TEEs và vùng khởi động bên trong của ribosome) đều tiến hành dưới các tế bào tự do trong các tế bào của người sử dụng một vector virus vaccinia. Các nghiên cứu này được thực hiện là nhờ có các kỹ thuật tiên tiên trong ống nghiệm như mRNA display, cụng như các công nghệ cho phép giải trình song song DNA (gọi là giải trình nâng cao), với tốc độ nhanh và chính xác. Vẫn còn nhiều hạn chế để nghiên cứu các quá trình dịch mã không phổ biến. Cơ chế hoạt động của TEEs vẫn còn bí ẩn, đặc biệc là trong các vùng khởi động bên trong của ribosome. Và các protein cụ thể tạo ra từ dịch mã không mũ vẫn chưa được khám phá và phân loại. - See more at: http://congnghesinhhoc24h.com/tin-cnsh/lap-ban-do-cac-vung-dich-ma-trong-he-gene-nguoi-2564.html#sthash.1CLUeaB5.dpuf |
Trở lại
In
Số lần xem: 1275
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
