Phát Triển Công Cụ Điều Chỉnh Gen Dựa Trên Sugar-Base Tới T-G và C-K Trong Lúa

Ngày 22 tháng 3 năm 2025 – Trong một nghiên cứu đột phá trong lĩnh vực công nghệ sinh học, nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học Trung Quốc tại Viện Nghiên cứu Bảo vệ Cây Trồng (Plant Protection Institute) của Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc, bao gồm các nhà khoa học Zhou Huanbin và Ren Bin, đã công bố một phương pháp điều chỉnh gen mới trong cây lúa. Phương pháp này sử dụng công nghệ CRISPR/Cas9 kết hợp với DNA glycosylase, mở ra một hướng mới trong việc cải thiện gen cây trồng.

CRISPR/Cas9 và Công Nghệ Điều Chỉnh Gen đã trở thành một công cụ quan trọng trong việc cải thiện gen cây trồng. Trước đây, các nhà khoa học đã phát triển nhiều loại công cụ điều chỉnh gen dựa trên deaminase, cho phép chuyển đổi các base cytosine (C) thành thymine (T) và adenine (A) thành guanine (G). Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của Zhou Huanbin và Ren Bin đã đi xa hơn bằng cách sử dụng DNA glycosylase, một loại enzim có khả năng gắn glycosyl group vào các base DNA bị lỗi, từ đó tạo điều kiện cho sự sửa chữa DNA tự nhiên.

Phương Pháp Mới được phát triển dựa trên việc kết hợp DNA glycosylase với CRISPR/Cas9. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã sử dụng DNA glycosylase từ người (MPGv6.3) kết hợp với SpCas9(D10A) để thực hiện các chuyển đổi base từ G thành T và từ C thành K (KG/T). Điều này mở ra khả năng điều chỉnh gen không chỉ ở các base C và G mà còn mở rộng đến các base khác.

Chi Tiết Công Cụ Điều Chỉnh Gen đã được nhóm nghiên cứu phát triển bao gồm ba loại base editor cho thymine (TGBEs) và hai loại base editor cho cytosine (CKBEs). Các base editor này được xây dựng dựa trên các enzim TDG và CDG đã được工程化 để có hiệu quả cao trong việc chuyển đổi base DNA. Các base editor này bao gồm:

• rBE127a (TDG-EK-SpCas9n)
• rBE127b (TDG3-SpCas9n)
• rBE127c (gTBEv3-SpCas9n)
• rBE128a (CDG4-SpCas9n)
• rBE128b (gCBEv2-SpCas9n)

Thử Nghiệm và Kết Quả của nhóm nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Plant Biotechnology Journal. Kết quả cho thấy rằng tất cả các base editor này đều có hiệu quả cao trong việc điều chỉnh gen trong cây lúa. Điều này không chỉ mở ra khả năng cải thiện gen cây trồng mà còn giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào các công cụ điều chỉnh gen dựa trên deaminase.

Ý Nghĩa Của Nghiên Cứu này không chỉ có ý nghĩa trong việc cải thiện gen cây trồng mà còn giúp hiểu rõ hơn về cơ chế sửa chữa DNA tự nhiên. Phương pháp này có thể được mở rộng应用到 nhiều loại cây trồng khác, từ đó cải thiện năng suất và chất lượng nông sản.

Tóm Tắt: Nhóm nghiên cứu của Zhou Huanbin và Ren Bin đã phát triển thành công các công cụ điều chỉnh gen dựa trên DNA glycosylase trong cây lúa. Các công cụ này mở ra khả năng điều chỉnh gen không chỉ ở các base C và G mà còn mở rộng đến các base khác, từ đó cải thiện gen cây trồng và giúp hiểu rõ hơn về cơ chế sửa chữa DNA tự nhiên.

“`