Chức năng của gen nhiễm bệnh phấn trắng của cây cà tím
.jpg)
Các nhà khoa học thuộc Đại Học Wageningen và Trung Tâm nghiên cứu Khoa Học của trường, những cộng sự viên khác đã thực hiện nội dung định tính chức năng của gen nhiễm bệnh phấn trắng (powdery mildew, viết tắt PM – gen SmMLO1) của cây cà tím để phát triển giống cà tím kháng bệnh PM. Cà tím, một loài rau quan trọng, có thể là ký chủ của nhiều bệnh do nấm gây ra, trong đó có bệnh phấn trắng. Một vài bản sao chép của họ gen MLO (Mildew Locus) là những yếu tố nhiễm bệnh PM bởi ví chúng mất sự điều hành mang tính chức năng của tính kháng mlo.Theo một nghiên cứu trước đó được thực hiện bởi Valentina Bracuto và đồng nghiệp, phân tử tương đồng MLO của cây cà tím là SmMLO1, đã được phân lập rất thành công. Thông qua SmMLO1 có quan hệ khá gần với gen nhiễm MLO có mặt trong nhiều loài cây trồng khác, nó thể hiện một sự thay thế amino acid “không đồng bộ” (non-synchronous) một cách đặc thù của vị trí protein số 422. Nghiên cứu tiếp theo đó cho thấy sự thể hiện mạnh mẽ dòng transgenic chứa gen SmMLO1 trong cây cà chua liên quan đến tính kháng đối với pathogen gây bệnh PM. Điều này cho thấy SmMLO1 là yếu tố nhiễm đối với bệnh PM trong cây cà tím. Hơn nữa, tính nhiễm bệnh PM chuyển đổi trong quá trình thể hiện gen nhân tạo, s-SmMLO1, mã hóa một protein đồng nhất với SmMLO1, trừ khi có sự xuất hiện của T ở vị trí 422. Kết quả khẳng định rằng thay đổi amino acid không ảnh hưởng gì đến vai trò của protein được xem như là yếu tố nhiễm bệnh PM. Xem Transgenic Research.
OsNAC6 – là yếu tố phiên mã trong cây lúa, điều tiết nhiều chu trình giúp cây chống chịu khô hạn
.)
Khả năng của cây đáp ứng với stress khô hạn ở vùng rễ cần sự tái lập trình của tăng trưởng và phát triển rễ cây. Khi những nghiên cứu này được tư liệu hóa về khả năng đáp ứng của rễ đối với chống chịu khô hạn, thì những cơ chế về chức năng vẫn chưa được hiểu biết rõ ràng. Dong-Keun Lee thuộc ĐH quốc gia Seoul và một nhóm các nhà nghiên cứu đã xác định khả năng thích ứng của kiến trúc rễ do gen OsNAC6, ví dụ như số rễ tăng lên và đường kính của rễ, chúng đã làm tăng sự chịu hạn của cây lúa. Các thí nghiệm dài hạn trên ruộng lúa về khô hạn cho thấy năng suất hạt của những cây lúa transgenic có gen OsNAC6 biểu hiện đặc biệt trong rễ tỏ ra ít bị ảnh hưởng của stress khô hạn hơn cây đối chứng (không chuyển gen). Nghiên cứu sâu hơn về các dòng đột biến cho thấy sự thể hiện của gen OsNAC6 được điều tiết theo kiểu UP trong nhiều chu trình chống chịu khô hạn. Hơn nữa, sự thể hiện mạnh mẽ các gen NICOTIANAMINE SYNTHASE, trực tiếp tác động OsNAC6, đã tăng cường sự tích tụ của protein “metal chelator NA”. Gen OsNAC6 điều hòa các cơ chế chống chịu khô hạn ở mức độ phân tử và có khả năng phát triển giống cao sản trong điều kiện khô hạn. Xem Plant Biotechnology Journal.
Tăng cường thành phần acid béo trong cây cải Camelina bằng CRISPR/Cas9
.)
Hệ thống CRISPR/Cas9 là công cụ rất mạnh của “genome editing”, và những ứng dụng của nó đã và đang được phát triển nhanh chóng. Wen Zhi Jiang và ctv. thuộc Đại Học Nebraska, đã sử dụng CRISPR/Cas9 đối với gen FAD2 trong cây có hạt cho dầu, Camelina sativa (hình), với hi vọng sẽ cải tiến hàm lượng dầu trong hạt cây ấy. Cây Camelina là cây đa bội (allohexaploid), những phân tử “guide RNAs” được người ta thiết kế để cùng một lúa thao tác trên tất cả ba gen đồng dạng của nó “homoeologous FAD2”. Nhóm nghiên cứu đã có kết quả thành công ttrong việc thu thập hạt Camelina có hàm lượng oleic acid tăng đáng kể trong thành phần acid béo. Sự gia tăng này kết hợp với sự giảm của acid béo “polyunsaturated” (không bảo hòa), ví dụ như linoleic acid và linolenic acid. Những thay đổi như vậy của thành phần acid béo cho kết quả chất lượng dầu tốt cho sức khỏe hơn và ổn định về ô xi hơn, đáp ứng với yêu cầu cải tiến sản lượng và hàm lượng hóa chất thương phẩm. Xem Plant Biotechnology Journal.
Khám phá “ Off-Switch” của CRISPR-Cas9
.jpg)
Các nhà khoa học thuộc ĐH California, San Francisco vừa tìm ra một cách khóa (switch off) hệ thống sửa chữa gen hệ thống CRISPR-Cas9 thông qua sử dụng những protein kháng lại CRISPR vừa mới tìm thấy. Chúng được phát triển từ những virus ký sinh trên vi khuẩn. Những protein “anti-CRISPR” này không những có thể kiểm soát chính xác trong các ứng dụng kỹ thuật CRISPR, mà còn cung cấp kỹ thuật an toàn, nhanh chóng khóa lại bất cứ những rủi ro có hại nào khi vận hành công nghệ ấy. Muốn tìm thấy một protein nào đó có tính chất “anti-CRISPR” có khả năng đối kháng với hệ thống CRISPR-Cas9 được sử dụng trong hấu hết các labs, người ta xem lại sự lệ thuộc vào một protein có tên gọi là SpyCas9 như những clippers “DNA” mục tiêu, Các nhà nghiên cứu suy nghĩ rằng họ có thể xác định vi khuẩn bất hoạt được hệ thống CRISPR. Điều ấy có thể xảy ra thông qua hành động khóa lại cái gọi là "self-targeting" – bởi những chủng nói vi khuẩn ở nơi mà một vài virus đã thành công trong sự kiện phong tỏa Cas9 và chèn vào những gen ấy thành gen của bộ genome vi khuẩn. Họ đã xem xét gần 300 chủng nòi vi khuẩn Listeria, và thấy rằng có 3 % chủng nòi thể biện bản chất "self-targeting." Nghiên cứu sâu hơn đã phân lập được bốn protein khác nhau có tính chất “anti-CRISPR”. Điều ấy cho thấy người ta có thể khóa được hoạt động của Listeria Cas9 protein, mà nó rất giống với SpyCas9. Có hai trong bốn protein “anti-CRISPR”, là AcrIIA2 và AcrIIA4, hành động ngăn cản khả năng của SpyCas9 để chỉ ra những gen đặc biệt nào có trong vi khuẩn khác, cũng như sẽ được thao tác trong tế bào người. Kết quả cho thấy protein AcrIIA là những phân tử ức chế rất mạnh của hệ thống CRISPR-Cas9 tại nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới. Xem UC San Francisco.
Cấu trúc chi tiết của virus Zika chưa trưởng thành
.)
Trong một nỗ lực của con người để hiểu rõ làm thế nào virus Zika lây nhiễm tế bào chủ và phát triển, các nhà khoa học của ĐH Purdue đã công bố một cấu trúc có mức độ phân giải cao của virus Zika chưa trưởng thành (immature Zika virus). Cấu trúc này được công bố trong năm 2016. Các nhà khoa học xác định những khác biệt giữa virus trưởng thành và chưa trưởng thành của virus Zika. Virus Zika gây bệnh trên người, được truyền đi qua con muỗi. Nó làm khiếm khuyết trẻ sơ sinh được gọi với thuật ngữ khoa học là “microcephaly” (teo đầu) làm tổn thương não bộ và đầu trẻ sơ sinh nhỏ lại không bình thường, khi bà mẹ bị nhiễm bệnh lúc mang thai. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng “cryo-electron microscopy” để tái cấu trúc lại kiến trúc của virus chưa trưởng thành ở mức độ phân giải 9 Ångstroms, khoảng 1.000 lần tốt hơn độ phân giải trong kính hiển vi thông thường. Các nhà khoa học thấy rằng genome của virus có lớp bao bọc mang tính chất bảo vệ với một màng lipid, một lớp protein, là tiến chất của protein mạng và một capsid protein. Bản đồ cấu trúc của virus chưa trưởng thành cho thấy đầy đủ chi tiết của protein. Nó thể hiện lớp võ bao và những protein màng có tính chất là tiền chất (precursor membrane proteins) sắp xếp trong “60 spike-like features” trên mặt virus. Chính “capsid protein” này định vị ở mặt trong của màng lipid. Kiến trúc ấy rất khác biệt với virus Zika trưởng thành, theo đó, màng protein trong virus trưởng thành được che phủ bởi protein “envelope”. Xem Purdue University.
Genome cà phê Arabica
.)
Các nhà khoa học thuộc Đại Học California, Davis (UC Davis) đã công bố lần đầu tiên trình tự genome cây cà phê Coffea arabica, loài cây cà phê cung cấp 70% sản lượng trên thế giới. Cà phê Arabica ở đây là một giống lai (hybrid) dẫn xuất từ cà phê robusta (C. canephora) và loài cà phê C. eugenioides. Theo đó, phức hợp bộ genome C. arabica có tất cả bốn “sets” nhiễm sắc thể, trong khi hầu hết các loài sinh vật (thực vật và động vật bao gồm con người) chỉ có một cặp nhiễm sắc thể (two chromosome sets). Nhóm nghiên cứu đã thu thập được vât liệu di truyền từ nhiều mô khác nhau, từ những giai đoạng phát triển khác nhaucủa 23 cây cà phê “Geisha” tại California. Giống cà phê Geisha rất nổi tiếng vì phẩm chất thơm ngon độc đáo của nó. Nó là giống cà phê Arabica có phẩm chất cao. Giống này có nguồn gốc trên dãy núi ở phía Tây Ethiopia. Vật liệu của UCG-17 Geisha được sử dụng để phân tích chuỗi trình tự genome của C. arabica. Các nhà khoa học của UC Davis sử dụng công nghệ giải trình tự genome thông qua Pacific Biosciences của Menlo Park, California. Họ dự đoán rằng UCG-17 Geisha có genome được hình thành từ 1,19 tỷ cặp base — bằng 1/3 bộ genome của người. Nghiên cứu còn ước đoán 70.830 gen trong cà phê Arabica. Mẫu trình tự được giải từ 22 cây cà phê Geisha khác thu nhận về tổng thể biến thiên di truyền của giống cà phê này với 13 giống C. arabica khác nữa. Kết quả vô cùng quan trọng để phát triển giống cà phê kháng bệnh và chống chịu stress do môi trường tự nhiên. Xem UC Davis.
THÔNG BÁO
HỘI NGHỊ QUỐC TẾ LẦN THỨ HAI VỀ BIOSCIENCE & BIOTECHNOLOGY
Hội nghị quốc tế lần thứ hai về Sinh Học và Công Nghệ Sinh Học được tổ chức vào ngày 9-10, tháng Ba 2017 tại Colombo, Sri Lanka. Xem conference website.
.)
