Mốc bánh mỳ giữ bí quyết vô hiệu hóa gen gây bệnh

Đa số mọi người khi thấy bánh mỳ có mốc, họ đều bỏ nó đi. Phần trăm ít ỏi còn lại lại nhìn thấy một thế giới đầy tiềm năng của các loài nấm mốc bé nhỏ. Một nhà khoa học đại học Missouri cùng với nhóm cộng tác nghiên cứu đã tìm ra cơ chế mới trong chu trình sinh sản của một loại mốc.

Cơ chế này bảo vệ mốc trước những biểu hiện khác thường của gen bằng cách “làm lặn” những gen lẻ cặp trong quá trình phân bào giảm nhiễm (giảm phân). Phát hiện có thể có ý nghĩa nhất định đối với các sinh vật bậc cao và hướng mục tiêu chính xác vào các gen không mong muốn, ví dụ những gen của virus HIV.

Trợ lý giáo sư Patrick Shiu khoa sinh học tại đại học Khoa học và nghệ thuật MU – cho biết: “Làm lặn gen trong giảm phân cũng có ở sâu, chuột và cả con người. Mặc dù không phải tất cả đều có cơ chế chung, nhưng nguyên tắc định hướng ADN lẻ cặp để “làm lặn” dường như có cả ở sinh vật có cấu trúc đơn giản và phức tạp. Việc biết được quá trình ADN trong mốc được xác định rất quan trọng đối với kỹ thuật làm lặn những gen không mong muốn, ví dụ như những gen gây bệnh”.

(Ảnh: PolyLam.com)

Shiu và cộng sự của ông nhận thấy mỗi tế bào giới tính trong mốc đều có cơ chế nội bộ nhằm “quét” các cặp nhiễm sắc thể để tìm nhiễm sắc thể dị thường. Họ phát hiện thấy khi một nhiễm sắc thể trong cặp sao chép thừa một gen không xuất hiện ở nhiễm sắc thể cùng cặp kia, tất cả các bản sao của gen đó đều bị ngừng hoạt động trong suốt quá trình giảm phân vì bị coi là dấu hiệu của kẻ đột nhập. Các nhà nghiên cứu gọi quá trình này là “làm lặn ADN lẻ cặp trong giảm phân” (meiotic silencing by unpaired DNA – MSUD).

Shiu nói: “MSUD bảo vệ nấm mốc khỏi bất cứ sự xâm nhập nào vào thời điểm nhiễm sắc thể đặc biệt dễ bị tác động trước sự lây lan của virus cũng như các chuỗi gen chèn vào”.

Nghiên cứu của Shiu đã tăng thêm vốn hiểu biết về phương thức “tắt” những gen không mong muốn, đồng thời làm sáng rõ các thành phần di truyền trong đường MSUD. Nghiên cứu cũng có thể được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp, dược phẩm và nông nghiệp.

Do có đóng góp lớn trong lĩnh vực nghiên cứu gen di truyền, mới đây Shiu đã nhận được giải thưởng Beadle and Tatum (giải thưởng đặt theo tên của hai nhà di truyền học George Beadle và Edward Tatum từng dành được giải Nobel). Giải thưởng được trao tặng cho nghiên cứu xuất sắc đầu tiên trên mốc bánh mỳ Neurospora làm mẫu.

Nghiên cứu mới nhất của Shiu, do Quỹ khoa học quốc gia tài trợ, là tâm điểm của tờ Fungal Genetics and Biology.