Làm thế nào gen được kiểm soát

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã nguyên cứu sâu rộng về bộ gen của người, và phát hiện làm thế nào gen được kiểm soát ở động vật có vú, và thành phần di truyền nhỏ nhất từng được biết đến.

Phát hiện của họ được công bố thành 3 bài báo trên tạp chí Nature Genetics.

Nghiên cứu là sự cộng tác giữa Trung tâm khoa học RIKEN Yokohama Omics, Nhật Bản, là một phần của chương trình FANTOM4, và các nhà nghiên cứu thuộc Học viện công nghệ sinh học phân tử thuộc Đại học Queensland.

Nghiên cứu sinh bậc tiến sĩ Ruan Taft là người chỉ đạo một bài báo, với tác giả chính là giáo sư John Mattick, và giáo sư Sean Grimmond là tác giả chính của một bài báo khác, do Tiến sĩ Geoff Faulkner chỉ đạo.

Giáo sư John Mattick cho biết: “FANTOM4 cho thấy thay vì có một số gen “điều khiển chính” kiểm soát sự tăng trưởng và phát triển, một mạng lưới các thành phần kiểm soát phức tạp tác động đến sự biểu hiện của gen ở những tế bào khác nhau trong cơ thể”.

Thông tin này sẽ rất hữu ích đối với các nhà nghiên cứu y học và sinh học, theo giáo sư Sean Grimmond.

“Chúng ta có thể sử dụng phát hiện này để khám phá làm thế nào tế bào chuyển hóa từ những tế bào “trống” phát triển nhanh sang tế bào trưởng thành với một chức năng nhất định. Điều này sẽ giúp chúng ta xác định tại sao một số gen bị ung thư, và làm thế nào để kiểm soát tế bào gốc trong y học tái sinh”. 

Một trong các bài báo mô tả sự phát hiện những RNA rất nhỏ, thành phần di truyền nhỏ nhất được biết đến, liên quan đến sự biểu hiện của một gen đơn lẻ. Một RNA như vậy chỉ dài 18 nucleotide, nhỏ gấp 100 lần một gen trung bình.

Taft cho biết: “Các nhà nghiên cứu trước đây là nhận thấy độ dài của RNA trong bộ gen, nhưng cho rằng đó là những phần tách ra từ một thành phần di truyền lớn hơn”.

“Chúng tôi phát hiện rằng thành phần này di truyền quá phổ biến và được phân bố quá cụ thể. Chúng liên quan đến chất hoạt hóa kích hoạt gen, và có thể đóng vai trò nhất định trong việc hoạt hóa gen. Một khi chúng tôi có thể hiểu rõ vai trò của chúng, chúng tôi hy vọng có thể sử dụng những RNA nhỏ bé này để kiểm soát biểu hiện gen”.

RNA là phân tử tương tự như ADN giải mã thông tin di truyền ở ADN sang protein, và trong trường hợp những RNA rất bé, chúng có thể kiểm soát những phân tử RNA dài hơn trước khi chúng được giải mã sang protein.

Một bài báo khác nghiên cứu retrotransposons, thành phần di truyền di chuyển quanh bộ gen và để lại những bản sao của chúng.

Tiến sĩ Faulkner cho biết: “Chúng tôi tin rằng retrotransposons chỉ hoạt động trong những tế bào ung thư hoặc những tế bào chuyển hóa thành trứng hoặc tinh trùng. Kết quả cho thấy những retrotransposons không còn khả năng di chuyển quanh bộ gen có mặt ở rất nhiều loại tế bào, và do đó kiểm soát sự biểu hiện của những gen gần đó”.

Tham khảo:
1. Faulkner et al. The regulated retrotransposon transcriptome of mammalian cells. Nature Genetics, 2009; DOI: 10.1038/ng.368
2. Suzuki et al. The transcriptional network that controls growth arrest and differentiation in a human myeloid leukemia cell line. Nature Genetics, 2009; DOI: 10.1038/ng.375
3. Taft et al. Tiny RNAs associated with transcription start sites in animals. Nature Genetics, 2009; DOI: 10.1038/ng.312