Chiến lược mới trong xác định SNP của bộ gen cây bông vải

Sử dụng chỉ thị phân tử SNP (single nucleotide polymorphism) vô cùng bổ ích trong nghiên cứu các biến dị di truyền của thực vật và nhiều nghiên cứu khác. Tuy nhiên, Khó khăn trong việc xác định và quan sát SNP là tồn tại cần phải giải quyết khi chúng ta nghiên cứu cây trồng có bộ gen phức tạp, ví dụ như bông vải. Theo một nghiên cứu của các nhà khoa học Đại Học Texas A&M và Agricultural Research Service, Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ, một chiến lược mới đã được phát triển làm dễ dàng hơn việc xác định chỉ thị SNP trong genome cây Gossypium spp. (cotton) Malvaceae. Thông qua việc sử dụng kỹ thuật Illumina next-generation sequencing platform, có tổng cộng 54 triệu reads đã được thu thập từ mẫu phân tử DNA được phân cắt hạn chế bở enzyme của bốn loài bông vải chính. Số liệu được tinh lọc nhờ công cụ tin sinh học, phần mềm Stack, cho ra hơn 20.000 phối hợp mới chỉ thị SNP của bông vải. Chiến lược này sẽ rất có ích khi lập bản độ di truyền, nghiên cứu liên kết gen và đa dạng di truyền. Nó còn có thể được áp dụng cho các loài cây trồng khác có bộ gen phức tạp (complex genomes). Xem BioOne's website.

Hình 1. Phân biệt chỉ thị có tính dự đoán từ thuật toán Stacks đối với bốn kịch bản

Các tính trạng cải tiến về dự trữ lạnh của khoai tây bằng kỹ thuật Gene Knockout

Dự trữ lạnh (Cold storage) của củ khoai tây được người ta sử dụng để kéo dài đời sống của củ sau khi thu hoạch. Tuy nhiên, nó có thể kích thích cơ chế khử đường trong củ. Trong điều kiện tồn trữ nóng, đường bị kích thích như vậy làm cho thành phẩm của tinh bột khoai tây trở nên đắng với hàm lượng cao chất gây ung thư (carcinogen) acrylamide. Một nhóm nghiên cứu đứng đầu là Feng Zhang, thuộc tổ chức Cellectis Plant Sciences Incorporated đã sử dụng công nghệ RNA can thiệp (RNAi) làm câm gen invertase trong không bào (VInv) để làm giảm sản lượng chất đường khử như vậy. Họ sử dụng  kỹ thuật TALENS (transcription activator-like effector nucleases) để knock out gen VInv trong giống khoai tây thương mại, Ranger Russet. Năm cây trong 18 cây cải biên đã được xác định có đột biến  của tất cả alen VInv. Những củ khoai tây của cây có sự kiện “VInv-knockout” hoàn toàn đã cho kết quả ở mức độ chưa rõ lượng đường khử, và nếu tiến hành qui trình sản xuất chip khoai tây có đường khử với acrylamide và bị đổi màu một chút. Kết quả cho thấy sử dụng kỹ thuật TALENs sẽ cải tiến được một cách nhanh chóng các tính trạng trong giống khoai tây tứ bội đã được thương mại hóa (autotetraploid potato).

Xem Plant Biotechnology Journal.

Homolog lúa mì và gen nấm men ATG6 cho kết quả tự phân giải và miễn nhiễm đối với bệnh mốc sương (Powdery Mildew)

ATG6 proteins là những protein đa tính trạng (pleiotropic) có chức năng trong hiện tượng autophagy cũng như trong lộ trình truyền tín hiệu phosphatidylinositol 3-phosphate. Như chúng ta biết, autophagy là một hệ thống suy thoái ở bên trong từng tế bào rồi phóng thích ra dịch bào các chất căn bản phục vụ sự phân giải ấy. ATG6 của Arabidopsis điều hòa sự tăng trưởng bình thường của cây, sự phát triển hạt phấn, sự nẩy mầm của hạt phấn, và đáp ứng của cây với stress sinh học, phi sinh học. Tuy nhiên, chức năng của protein ATG6 trong lúa mì (Triticum aestivum L.) chưa được nghiên cứu. Nhóm nghiên cứu của Huazhong Wang thuộc Đại Học Tianjin Normal, Trung Quốc đã xác định ba gen mã hóa ATG6, đó là TaATG6a,-6b và -6c, của cây lúa mì. Sự thể hiện của các gen TaATG6 duy trì hiện tượng “autophagy” trong đột biến nấm men atg6. Trong khi đó, cây có gen TaATG6-knockdown cho thấy sự kiện autophagy bị phá hỏng và tăng trưởng bất thường. Sự thể hiện ấy được quan sát khi cây bị stress sinh học ví dụ như vi nấm Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt), gây ra bệnh mốc sương (powdery mildew). Phân tích sâu hơn cho thấy TaATG6s có vai trò khá yếu nhưng tích cực trong sự đáp ứng phản ứng kháng bằng kích hoạt Pm21 đối với powdery mildew.

Xem BioMed Central.

Xóa được HIV Virus của DNA người tại Đại Học Temple

Các nhà khoa học thuộc Đại Học Temple lần đầu tiên đã xóa thành công các gen HIV (immunodeficiency virus) của DNA người. Họ đã sử dụng một “DNA-snipping enzyme” có tên gọi là Cas9 đề cắt bỏ ra các gen HIV-1. Sau khi phá hủy xong, cơ chế sửa lỗi gen trong tế bào xảy ra, sửa lại những phần cuối bị mất của genome để hoàn trả lại nguyên vẹn, dẫn đến tế bào không có virus. Tiến trình này được sử dụng bởi các nhà khoa học trong nghiên cứu để xử lý những trường hợp bị lây nhiễm bệnh khác. Theo Dr. Kamel Khalili, một trong những tác giả của công trình khoa học nói trên, khám phá quan trọng này chưa sẵn sàng cho các bệnh viện. "Chúng tôi đang làm việc với một số các chiến lược đề ra để chúng tôi có thể xây dựng nên các cấu trúc phục vụ cho nghiên cứu trước khi đưa vào bệnh việc áp dụng …Chúng tôi muốn xóa hẳn từng bản sao chép đơn của HIV-1 trong từng bệnh nhân. Điều ấy sẽ chữa lành bệnh AIDS. Tôi nghĩ rằng công nghệ ấy là cách làm mà chúng tôi có thể," Dr. Khalili đã nói.

Xem Temple University News Center.