RNA và ứng dụng của RNA trong nghiên cứu y học và sinh học (Phần 5)
Nhãn:
Ebook sinh học
·
5. Ý NGHĨA SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA PHÁT HIỆN RNAi
1. Can thiệp RNA chống lại sự nhiễm virus.
- Phát hiện của Fire và Mello tế bào có thể hoàn thiện tiêm RNA mạch kép và loại trừ RNA mạch đơn tương đồng giúp đề xuất can thiệp RNA cấu tạo nên cơ chế bảo vệ chống lại sự xâm nhập của virus .Tế bào thực vật có cơ chế bảo vệ chống lại sự xâm nhập của virus dựa trên hiện tượng gen im lặng PTGS , đề xuất ứng dụng của can thiệp RNA liên quan tới sự bảo vệ tế bào chống lại sự xâm nhập của virus. Tuy nhiên cho đến cuối 2010 đầu 2011 vẫn chưa có nhiều nghiên cứu tập trung vào vấn đề này.
2. Can thiệp RNA bảo đảm ổn định hệ gen.
- Người ta đã đề xuất sớm rằng RNAi/PTGS ở C.elegans và thực vật có thể cản trở hoạt động của transposon (các nhân tố di động trong hệ gen). Tiếp theo, có thể nhận thấy trong cơ chế can thiệp RNA bị đột biến ở C.elegans, transposon được hoạt hóa và nhân tố di động này là nguyên nhân xáo trộn chức năng hệ gene. Từ đó các nhà khoa học đề xuất rằng transposon-chứa đựng những vùng hệ gen chứa cả mạch DNA được phiên mã, RNA mạch kép được định dạng và quá trình can thiệp RNA loại trừ những sản phẩm không phù hợp. Như thể là RNA mạch kép ngắn cũng có thể chỉ đạo điều hành nhiễm sắc tử và tăng cường phiên mã, điều này sẽ gây nên sự bất hoạt transposon . Ngay nếu như cơ chế này vẫn chưa sảy ra, thì rõ ràng rằng nếu cơ chế can thiệp RNA không có hiệu lực, các transposon không bi giữ lại bởi kiểm soát dưới, nó có thể bắt đầu nhảy và là nguyên nhân của hiệu ứng có hại của hệ gen.
- Điều đó chứng tỏ RNA im lặng có thể tái hiện một sự "bảo vệ miễn dịch" của hệ gene. Gần 50% hệ gene chúng ta có virus và nhân tố transposon mà chúng phải xâm lấn hệ gene chúng ta trong một khóa học tiến hóa. Cơ chế can thiệp RNA có thể nhận ra sự xấm lấn của virus RNA mạch kép (hoặc mạch kép sao chép định dạng từ virus RNA) và tăng cường lây nhiễm bởi sự suy thoái RNA. Hệ thống can thiệp RNA vì thế chia sẻ những điểm đặc biệt quan trọng với hệ thống miễn dịch động vật có xương sống: nó nhận ra các điểm xâm lấn (RNA mạch kép), nuôi dưỡng các phản ứng đáp ứng ban đầu và tiếp theo khuyếch đại để loại trừ nhân tố ngoại lai.
3. Can thiệp RNA như cơ chế kiểm soát quá trình tổng hợp protein và điều khiển sự phát triển.
- Ngay sau khi khám phá ra RNA ngắn là hiệu ứng của can thiệp RNA, người ta nhận thấy rằng có một lớp RNA trong hệ gene cùng một kích thước ở sâu bọ có cánh, ở chuột và người; RNA nhỏ này gọi là microRNA (miRNA). Thực vật cũng chứa đựng một lớp phân tử RNA này trong hệ gene . Sự soi rạng cơ chế hoạt động của miRNA mở đầu cho những nghiên cứu sôi nổi trong tự nhiên về lớp phân tử RNA này. Các RNA của C.elegans-lin4 và let7.RNAs được chú ý như nguyên mẫu, và những ví dụ cho trường hợp thỉnh thoảng phát giác ở một vài tổ chức. miRNA nhỏ được hoàn thiện từ thể kẹp tóc lớn hơn-như điềm báo trước từ can thiệp RNA-như cơ chế. miRNAs có thể điều hòa biểu hiện gene bằng cách bắt cặp base với mRNA, kết quả là suy thoái mRNA hay tăng cường dịch mã.Hiện nay,ước lượng có khoảng 500 miRNAs ở tế bào động vật có vú,và khoảng 30% điều hòa bởi miRNAs. Điều đó cho biết miRNAs đóng vai trò quan trọng trong suốt qua trình phát triển ở thực vật, C.elegans và động vật có vú. Vì thế, miRNAs phụ thuộc biểu hiện gene đặc trưng cho nguyên tắc cơ bản mới của điều hòa gene. Tuy nhiên, ý nghĩa đầy đủ của RNAs điều hòa nhỏ có lẽ vẫn chưa rõ ràng.
4. Can thiệp RNA như cơ chế bảo vệ nhiễm sắc tử cô đặc và tăng cừơng phiên mã :
- Những nghiên cứu ở thực vật cho thấy gene im lặng có thể chỉ dừng biểu hiện ở mức độ phiên mã (TGS). Sau khi khám phá ra can thiệp RNA, trong những thí nghiệm tiếp theo người ta thấy TGS ở thực vật điều hành thông qua can thiệp RNA như cơ chế. Ở nấm sinh sản bằng cách phân đôi Schizosaccharomyces pombe , muộn hơn là ruồi giấm và động vật có xương sống, đôi khi có những quá trình giữ cho vùng dị nhiễm sắc được cô đặc và tăng cường phiên mã.Thêm vào đó, cơ chế can thiệp RNA điều hòa hoạt động những gene nằm trực tiếp kế bên khối nhiễm sắc đặc. Hiện tượng này khó giải thích ở mức độ phân tử, mặc dù quá trình biến đổi histone - vị trí bám chuyên biệt của protein làm cô đặc nhiễm sắc thể (HP1) và methyl hóa DNA đều đóng vai trò quan trọng. Tuy thế, hoạt động này trên nhiễm sắc tử là khá quan trọng cho chức năng chính xác của hệ gene và bảo quản hệ gene được nguyên vẹn.
5. Can thiệp RNA cống hiến một phương pháp mới để kiềm chế gene chuyên biệt.
- Mục tiêu hoạt động của can thiệp RNA trực tiếp đề xuất rằng hiện tượng này có thể sử dụng như một phương pháp kiểm soát hoạt động của gen với kiểu hình có thể dự đoán trước nhờ đó mà có thể nghiên cứu được chức năng của các gen chưa biết trong tổ chức. Sau những nghiên cứu ban đầu được tìm thấy ở C.elegans, kỹ thuật này gần như có thể ứng dụng được trên một phạm vi rộng , từ tế bào đến hầu hết các tổ chức khác, kể cả tế bào động vật có vú. Can thiệp RNA vừa có một ý nghĩa to lớn trong việc nghiên cứu chức năng các gene riêng biệt. Kỹ thuật này bây giờ được khai thác không những trong nuôi cấy tế bào mà còn trong cấy chuyển gene. Khung DNA được gửi gắm vào trong các tổ chức dưới sự kiểm soát của đoạn khởi động (promoter), và RNA mạch kép cấu trúc thể kẹp tóc được sản xuất và hoàn thiện hơn nữa để đạt tới những hiệu ứng chuyên biệt trong điều hòa hoạt động gene.
6. Can thiệp RNA đã đề xuất một giải pháp hiệu quả trong điều trị bệnh di truyền trong tương lai.
- Khả năng can thiệp của RNA chi phối điều hoà hoạt động gene đặc biệt là trong cấy chuyển gene đã khuyến khích những nghiên cứu sâu hơn về vaan đề này,mặt khác có thể là một lựa chọn hữu dụng trong điều trị y học. Những kết quả hứa hẹn đã được công bố ở một vài động vật thí nghiệm và ngay cả trong những thử nghiệm lâm sàng gần đây được tiến hành trên người, nhưng vẫn chưa thể khẳng định trước nói trước kết quả của những thử nghiệm này.
- Sự khám ra một cơ chế tăng cường biểu hiện của các gene trong tế bào có cấu trúc tương đồng bằng việc nhận ra và hoàn thiện mạch kép RNA đã mở rộng hiểu biết của chúng ta về kiểm soát hoạt động của gene. Đặc biệt, cơ chế can thiệp RNA có thể sử dụng RNA mạch kép vào trong tế bào như là RNA mạch kép thế hệ sau trong tế bào. Sự phát triển của một tổ chức và chức năng chính xác của mỗi tế bào và mô tùy thuộc vào một cơ chế can thiệp RNA còn nguyên vẹn. Sự nhiễm virus RNA có thể bị cản trở bởi can thiệp RNA, đăc biệt ở thực vật và động vật bậc thấp, những nhân tố AND ngoại lai trong hệ gene (virus và transposon) có thể bị giữ im lặng. Nói chung, phát hiện ra can thiệp RNA không chỉ cung cấp cho chúng ta một công cụ thí nghiệm mạnh mẽ để nghiên cứu chức năng của các gene mà còn hứa hẹn những ứng dụng tương lai trong y học.
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
.jpg)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét