KIM, V. NARRY trưởng nhóm IBS hoàn thành bản đồ gen COVID19... Bước đầu trong phát triển vắc-xin và trị liệu

KIM, V. NARRY Trưởng nhóm nghiên cứu RNA tại Viện Khoa học cơ bản Hàn Quốc (IBS) và nhóm nghiên cứu Hye-Sik Jang (Giáo sư Khoa Khoa học Đời sống, Đại học Quốc gia Seoul) phối hợp với Viện Y tế Quốc gia đã hoàn thành bản đồ di truyền độ phân giải cao của COVID 19. Các chuyên gia nhận định rằng những nỗ lực của các nhà nghiên cứu trong nước đã tiến một bước gần hơn đến sự phát triển của vắc xin COVID 19.

Vào ngày 9, IBS đã hoàn thành bản đồ di truyền có độ phân giải cao 'SARS-CoV-2', nguyên nhân gây nhiễm trùng dịch COVID 19.

Các nhà nghiên cứu đã phân tích cả hai bản phiên mã RNA được hình thành bởi SARS-CoV-2 trong các tế bào chủ bằng cách sử dụng hai loại phương pháp giải trình thế hệ tiếp theo (giải trình tự RNA trực tiếp nanopore và giải trình tự DNA nanoball). Trong phân tích này, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy vị trí chính xác của gen virus, trong khi các RNA không được xác định bằng các phương pháp thông thường đã được tìm thấy và ít nhất 41 sửa đổi hóa học đã được thực hiện đối với RNA virus.

Điều này giúp chúng ta có thể hiểu được các bản sao virus được tạo ra như thế nào và xác định chính xác vị trí của các gen virus trong bộ gen. Có thể bảo mật một bản đồ để giải quyết các bí mật phức tạp và ẩn giấu của gen SARS-CoV-2. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng đã tạo ra dữ liệu lớn về bộ gen và cung cấp nhiều thông tin khác nhau cho nghiên cứu tiếp theo.

SARS-CoV-2 mang một gen ở dạng RNA, không phải DNA. Virus xâm nhập tế bào chủ và sao chép RNA (RNA di truyền · RNA genomic) chứa thông tin di truyền, đồng thời tạo ra (chuyển giao) các RNA 'subgemomic' khác nhau dựa trên RNA genomic. Bộ gen này tổng hợp một số protein tạo nên cấu trúc hạt virus, chẳng hạn như gai và bao, và tạo thành một virus trong tế bào chủ với gen nhân bản. Các tế bào sau đó thoát ra và lây nhiễm vào các tế bào mới. Tổng số lượng RNA được tạo ra trong tế bào chủ được gọi là 'phiên mã'.

Mặc dù thông tin về bộ gen của SARS-CoV-2 đã được báo cáo trong các nghiên cứu trước đây, tuy nhiên điều đó vẫn ở mức dự đoán vị trí của gen dựa trên thông tin RNA genomic. Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu của Kim đã xác định bằng thực nghiệm RNA gen con được tạo ra từ RNA genomic và phân tích trình tự nucleotide (thông tin di truyền) của mỗi bản phiên mã để tìm ra chính xác vị trí của gen trên RNA genomic.

Trước đây, người ta đã biết rằng có 10 RNA phụ, nhưng thí nghiệm này đã xác nhận rằng chỉ có 9 RNA phụ được thực sự tồn tại. Không giống như các dự đoán trước đây cho một RNA điện áp còn lại, nghiên cứu đã được xác nhận rằng nó không thực sự tồn tại. Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy thêm hàng chục loài RNA được sản xuất trong tế bào. Ngoài ra, họ cũng đã xác nhận rằng sự tái hợp thường xuyên của các loại RNA phụ khác nhau như phản ứng tổng hợp và xóa cũng xảy ra.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra các sửa đổi hóa học như methyl hóa trong RNA virus. Những thay đổi sinh hóa khác nhau xảy ra ở cấp độ RNA sau khi phiên mã được gọi là epitranscriptomes, thường được gọi là epigenome. Do RNA được sửa đổi sau khi phiên mã có thể có các thuộc tính mới và chưa biết, nên việc sửa đổi này được kỳ vọng sẽ giúp hiểu được sự sống và khả năng gây bệnh của SARS-CoV-2.

Nhà nghiên cứu KIM, V. NARRY nói, "Chúng ta cần kiểm tra xem các RNA mới được phát hiện có hoạt động như các protein điều hòa sự nhân lên của virus và phản ứng miễn dịch của vật chủ hay không. Sự biến đổi hóa học của RNA dường như có liên quan đến sự sống sót của virus và đáp ứng miễn dịch." Bà cho biết thêm "Những sửa đổi RNA này là điều kiện cho các mục tiêu mới khi phát triển các liệu pháp virus".

Hơn nữa, Bà Kim cũng cho rằng "Lần này, chúng tôi đã xác định chính xác số lượng từng bản phiên mã của SARS-CoV-2, và dựa trên điều này chúng tôi sẽ có thể cải thiện công nghệ khuếch đại gen chẩn đoán (PCR)."

Nhóm nghiên cứu đã vô hiệu hóa virus được nuôi cấy trong tế bào chủ tại Viện Y tế và Dịch vụ Nhân sinh Quốc gia tại Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hàn Quốc và áp dụng hai phương pháp giải trình tự thế hệ tiếp theo cùng nhau để khám phá những sự thật mới. Đặc biệt, lần đầu tiên sử dụng 'phương pháp phân tích cơ sở RNA trực tiếp nanopore' do nhóm nghiên cứu giới thiệu. Phương pháp này có thể phân tích trực tiếp toàn bộ chuỗi RNA của SARS-CoV-2 mà không cần cắt.

Giải trình tự RNA được phân tích sau khi chuyển đổi thành DNA, nhưng phương pháp này có thể được phân tích bằng cách đọc các nucleotide RNA mà không cần chuyển đổi. Nói cách khác, phương pháp này giống như đọc trực tiếp mà không cần dịch ngôn ngữ gốc. Mặt khác, 'giải trình tự nano DNA' không thể phân tích trình tự cùng một lúc, nhưng có lợi thế là có thể phân tích với độ chính xác cao và công suất lớn.

Nhà nghiên cứu KIM, V. NARRY nói "Nghiên cứu này sẽ góp phần tìm hiểu nguyên tắc tăng sinh của virus và phát triển các chiến lược điều trị mới".

Kết quả của nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Cell ngày 9 tháng 4, một tạp chí trong lĩnh vực khoa học đời sống.