sinh học phân tử iRNA

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ
KHOA SINH HỌC

HỌC PHẦN
SINH HỌC PHÂN TỬ TẾ BÀO
TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH CAN THIỆP RNA

(RNAi) VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG.

Giáo viên hướng dẫn: PTS.TS Nguyễn Bá Lộc.
Học viên thực hiện: Võ Thị Quốc Quyên.
Lớp: K26 - Sinh học.

Huế 01/2018.


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, trong tế bào có nhiều loại RNA khác nhau, mỗi loại đảm nhận
một chức năng sinh học riêng biệt. tRNA có chức năng vận chuyển thông tin di
truyền. rRNA có chức năng tham gia tổng hợp và vận chuyển protein. mRNA giúp hoàn
thiện các phân tử RNA. Ngoài ra RNA còn có các chức năng quan trọng khác. Đặc biệt
gần đây các nhà sinh học phân tử đã phát hiện ra chức năng điều hoà biểu hiện gene của
RNA.
Kể từ khi khám phá ra RNAi thì việc nghiên cứu cơ chế và ứng dụng của nó ngày
càng trở thành một vấn đề lý thú thu hút sự quan tâm của các nhà sinh học góp phần tạo
nên cơn sốt "Thế giới RNA – RNA world".
Trong phạm vi học phần Sinh học Phân tử tế bào, dưới sự hướng dẫn của thầy
PGS.TS Nguyễn Bá Lộc tôi lựa chọn tìm hiểu vấn đề: “Quá trình can thiệp RNA

(RNAi) và ứng dụng trong đời sống”.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, tìm hiểu về cơ chế can thiệp cũng như ứng dụng cơ chế này trong thực
tiễn đời sống. Từ đó củng cố lí thuyết, làm cơ sở dẫn liệu cho quá trình học tập và nghiên
cứu sau này.
3. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết dựa trên những thông tin trên sách, báo, mạng internet…


PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ RNAi
1.1. Lịch sử nghiên cứu
Năm 1984, Pesthea và các cộng sự đã nghiên cứu kỹ thuật Antiense-RNA trên vi
khuẩn Escherichia Coli. Đến những năm đầu thâp niên 1990 một số nhà khoa học công
bố kết qua nghiên cứu trên các tạp chí quốc tế (Napoli và cộng sự, Vander và cộng sự).
Năm 1994 Cogoni và cộng sự đã tiến hành thí nghiệm tăng màu cam của nấm
Neurospora crassa. Năm 1995 trên tạp chí Cell số 81, nhóm nghiên cứu của Guo và
Kemphues đã đưa ra bằng chứng đầu tiên trên tuyến trùng Caenorhabditis elegans rằng:
Phân tử RNA chiều thuận (sense RNA) cũng gây ra sự ức chế gene.
Đến năm 1998, nhóm nghiên cứu Fire đã giải thích được điều nghịch lý này băng
những thí nghiệm trên tuyến trùng C.elegans.
Năm 2000, trên tạp chí Nature cũng công bố việc phát hiện hiện tượng RNAi trên
loài ruồi dấm ProSophila do nhóm nghiên cứu của Richard Cathew tiến hành. Năm 2001,
lần đầu tiên RNAi được mô tả trong các tế bào động vật có vú (Tuschl và cộng sự).
Năm 2006 giải thưởng Nobel sinh lý và y học cho phát hiện cơ chế RNAi của 2 nhà
bác học Mỹ là Andrew Fire (ĐH Stanford) và Craig Mello (ĐH Massachusetts).

Andrew Z.Fire (ĐH Stanford)

Craig C.Mello (ĐH Massachusetts)

Hình 1. Hai nhà bác học nhận được giải thưởng Nobel sinh học năm 2006.
1.2. Khái niệm về RNAi
“ RNA can thiệp” ( RNAi ) là một hệ thống bên trong các tế bào sống , giúp kiểm
soát được các gene đang hoạt động. Đó là những đoạn RNA ngắn có thể ức chế sự biểu
hiện của các gene có trình tự tương đồng với nó.
Các phân tử RNAi này có thể gây lên các hiệu ứng:
- Ức chế dịch mã đơn vị mRNA.
- Ức chế sự phiên mã của gene ở trong nhân.
- Phân giải mRNA.
1.3. Vai trò của RNAi
RNAi có rất nhiều chức năng quan trọng trong tế bào :
- Bảo vệ tế bào chống lại gene ký sinh trùng, virus và các yếu tố di truyền vận động.
- Điều hoà biểu hiện gene .
- Điều khiển sự phát triển của tổ chức.
- Giữ gìn Nhiễm sắc thể và tăng cường phiên mã .
Ngoài ra RNAi còn có nhiều chức năng khác mà con người chưa khám phá ra hết.


CHƯƠNG II. CƠ CHẾ CAN THIỆP RNA
2.1. Cơ chế chung
Can thiệp RNA là một cơ chế được bảo tồn trong sinh vật đa bào nhằm giúp tế bào
ức chế biểu hiện một gene khi trong tương bào có sự xuất hiện một chuỗi xoắn kép RNA
có trình tự giống với gene này. Đây là hệ thống tự vệ của tế bào nhằm chống lại sự xâm
nhập của siêu vi khuẩn và các phần tử di truyền ngoại lai khác, những yếu tố sử dụng
chuỗi kép RNA trong chu kỳ sống của chúng.
Cơ chế diễn ra như sau:
- RNA sợi đôi gắn kết với một phức hợp protein, được gọi là Dicer, và sau đó bị
phân cắt thành nhiều đoạn nhỏ.

- Tiếp theo, một phức hợp protein khác, gọi là RISC, sẽ gắn vào các đoạn RNA này.
Lúc này, một trong hai sợi RNA đã bị phân huỷ; sợi còn lại thì gắn liền vào phức hợp
RISC và có vai trò như mồi phát hiện phân tử mRNA.
- Khi mRNA bắt cặp bổ sung với các đoạn RNA trên RISC, nó sẽ gắn vào phức hợp
RISC, bị phân cắt và cuối cùng bị phân hủy. Từ đó, gene tương ứng với phân tử mRNA
này bị bất hoạt.

Hình 2. Sơ đồ cơ chế can thiệp của RNAi.


4.2. Cơ chế riêng:
Quá trình can thiệp RNAi được thực hiện bởi 2 cơ chế :
- siRNA (small interfeing RNA): là RNA can thiệp kích thước nhỏ được tạo ra từ
dsRNA.
- miRNA là những đoạn RNA ngắn khoảng từ 19 –24 nucleotit, không tham gia vào
quá trình tổng hợp protein.
* Sự khác nhau giữa siRNA và mi RNA.
siRNA

miRNA

Nguồn gốc

RNA
mạch
kép
(dsRNA ) có cấu trúc là chuỗi
xoắn kép.

Tiền miRNA (Pre- miRNA) có

cấu trúc dạng thân vòng (steen-loop)
hay dạng kẹp tóc (hairpin).

Vị trí hình
thành

Xảy ra ở ngoài tế bào

Gồm 2 quá trình trong nhân và
ngoài tế bào chất.

chất.

4.2.1. Cơ chế siRNA
4.2.1.1. Các thành phần tham gia
Gồm có 3 thành phần sau
- dsRNA (double strand RNA – RNA sợi đôi) là những đoạn RNA dài mạch kép
có trình tự bổ sung với gene đích (target RNA) có 2 đầu thò là 3’OH.
- Dicer: Là một loại enzyme endonuclease (Ribonuclease III) chịu trách nhiệm
hoàn thiện sợi dsRNA.
- Phức hệ RISC (RNA – incluced silencing complex): Phức hệ gắn gene kích ứng
bởi RNA.
4.2.1.2. Con đường hình thành siRNA
Quá trình hình thành siRNA diễn ra ở tế bào chất (cytoplasma).
RNAi được kích hoạt bởi dsRNA có đầy đủ các cặp bazơ và có ít nhất 21 -23 cặp
bazơ. Những siRNA liên kết bởi protein của RNA- phức hệ gây nên sự im lặng (RISC).
dsRNA là đoạn RNA dài mạch kép mang trình tự bắt cặp bổ sung được với gene mục


tiêu. Khi dsRNA vào tế bào, nó bị Dicer cắt thành những đọan ngắn gọi là siRNA. Những

phức hệ RISC nhận ra và làm suy biến RNA sợi đơn tương ứng trong trình tự siRNA.
Trong 2 mạch đơn này, chỉ mạch nào có đầu 5’ có hoạt lực với Agronaut trong phức
hệ RISC mới gắn được với phức hệ RISC => tạo phức hợp siRNA-RISC.
4.2.1.3. Cơ chế làm tắt gene bởi siRNA
Trong tế bào, sự biểu hiện hoặc cảm ứng của RNA mạch kép dài là kết quả của sự
bắt cặp giữa mạch mang mã (sợi có nghĩa) và mạch đối mã (sợi vô nghĩa). Các đoạn
dsRNA sợi kép dài được cắt bởi enzyme Dicer tạo ra những đoạn RNA ngắn (siRNA)
khoảng 21-28 nucleotit.
Sau đó các siRNA được tháo xoắn dưới tác dụng của enzyme helicase và một mạch
được nạp vào phức hợp protein một cách chon lọc gọi là phức hợp cảm ứng bất hoạt
RISC. Sự xuất hiện của mạch đơn siRNA sẽ hoạt hoá RISC thành trạng thái hoạt động
(ký hiệu là RISC*).
Cuối cùng phức hợp siRNA-RISC* này sẽ tìm kiếm các transcriptome (sản phẩm
của quá trình phiên mã) một cách đặc hiệu và những RNA mục tiêu tiềm năng. Sợi đơn
siRNA sau khi được nạp vào RISC được gọi là mạch hướng dẫn, nó đóng vai trò chỉ đạo
trong việc đưa phức hợp siRNA-RISC* đến các phân tử mRNA có trình tự bổ sung với
nó.Việc chỉ đạo của siRNA thông qua một endonuclease có trong RISC là Agronaute
protein.
Nếu sự tương đồng giữa siRNA và mRNA đích là hoàn toàn thì phân tử mRNA có
xu hướng bị cắt và phân giải (do hoạt tính nuclease của RISC). => không có mRNA mã
hoá cho protein đó.
Nếu sự tương đồng giữa siRNA và mRNA chỉ là một phần thì xu hướng xảy ra là sự
ức chế dịch mã do khi chung bám trên mRNA => ngăn cản sự dịch chuyển của Ribosome
trong quá trình dịch mã => quá trình dịch mã bi ngưng lại => không tạo ra được protein.
Cơ chế tắt gene bởi siRNA có hiệu quả rất cao, chỉ cần một lượng nhỏ siRNA được
đưa vào tế bào có thể đủ để làm tắt hoàn toàn sự biểu hiện của một gene nào đó.


Hình 3. Con đường hình thành siRNA.
4.2.2. Cơ chế miRNA.

4.2.2.1. Thành phần tham gia
Bao gồm các thành phần sau:
- Pri-mRNA (primary-mRNA) là chuỗi mRNA nguyên thuỷ, dài hàng nghìn
nucleotit và mang đầu 5’CAP, đuôi poly A. Pri-mRNA chứa ít nhất một hay nhiều vòng
kẹp tóc (hairpin) mỗi vòng dài khoảng 70 nucleotit.
- Phức hệ RISC (RNA – incluced silencing complex): Phức hệ gắn gene kích ứng
bởi RNA.
- Hai enzyme cắt là Drosha ở trong nhân tế bào và Dicer ở ngoài tế bào chất.
4.2.2.2. Con đường hình thành miRNA
Quá trình hình thành miRNA diễn ra ở nhân tế bào (nuclear) và trong tế bào chất
(cytoplasma).
4.2.2.2.1. Ở trong nhân
Các phân tử miRNA được tạo ra thông qua quá trình phiên mã từ các gene gọi là các
phân tử miRNA nguyên thuỷ (pri- miRNA).


Các phân tử pri-miRNA được cắt bởi enzyme Drosha để tạo thành những sợi PremiRNA => gọi là quá trình chế biến pri- miRNA. Các phân tử Pre- miRNA sẽ được di
chuyển ra ngoài tế bào chất.
4.2.2.2.2. Ngoài tế bào chất:
- Pre- miRNA sau khi được di chuyển ra ngoài tế bào chất sẽ được enzyme Dicer
cắt thành những đoạn RNA nhỏ (khoảng 19 – 21 nu).
- Các đoạn miRNA được tách đôi, tạo ra các sợi miRNA đơn. Trong đó sợi có đầu
5’ có hoạt lực với Agronaut trong phức hợp RISC => sẽ kết hợp với phức hợp RISC tạo
thành phức hệ miRNA-RISC.

Hình 4. Con đường hình thành miRNA.
4.2.2.3. Cơ chế làm tắt gene bởi miRNA.
Trong tự nhiên, ngoài cơ chế điều hoà biểu hiện gene bằng sợi siRNA còn có cơ chế
điều hoà biểu hiện của gene bởi một nhóm RNA khác gọi là micro RNA (miRNA). Cơ
chế hoạt động của miRNA trong quá trình ức chế sự biểu hiện của gene cũng tương tự

như ở siRNA.
Các miRNA có chiều dài khoảng 19-24 nucleotit được tạo từ tác động cắt các đoạn
Pre- miRNA có trình tự kẹp tóc (được phiên mã từ các đoạn DNA không mã hoá protein)
bởi 2 enzyme là Drosha và Dicer.


Gần 70% các miRNA được phát sinh liên quan đến sự điều tiết trong quá trình
phiên mã tạo ra các mRNA và các RNA không sinh tổng hợp các protein. Và 30% còn lại
được phát sinh độc lập không liên quan đến quá trình nhân lên (chức năng của 30%
miRNA này chưa được làm rõ).
Tương tự với siRNA: Các miRNA có thể điều tiết sự phân giải mRNA với sự hiện
diện của phức hợp RISC trong trường hợp bổ sung hoàn toàn (ở thực vật) (perfect
complementary)
Trong trường hợp bổ sung không hoàn toàn (inperfect complementary) với vùng 3’
UTR của mRNA => ức chế quá trình dịch mã.
Ước lượng có khoảng 120 gene mã hoá cho miRNA ở giun tròn, ở người có
khoảng 250 gene và 50% gene mã hoá protein ở người đang bị kiểm soát bởi miRNA.
Thông thường các gene miRNA được điều hoà theo kiểu chỉ biểu hiện vào những
thời điểm nhất định và ở các mô nhất định trong quá trinh phát triển của cá thể.
Đáng chú ý là 30% các phân tử miRNA ở giun trong có trình tự rất giống ở ruồi
giấm và động vật có vú. Điều này cho thấy, dường như cơ chế điều hoà biểu hiện gene
bởi miRNA đã có nguồn gốc từ lâu trong quá trình tiến hoá và vai trò của chúng trong
việc " lập trình" biểu hiện của hệ gene là rất quan trọng đối với giới sinh vật.
4.3. Khả năng chống lại các virus và gene nhảy
Sự can thiệp RNA đóng vai trò quan trọng trong việc chống lại sự xâm nhiễm của
các virus. Nhiều virus có thông tin di truyền chứa trên RNA sợi đôi. Khi các virus này
xâm nhiễm vào tế bào, chúng bơm thông tin di truyền vào tế bào vật chủ. Khi đó, RNA
lập tức vào Dicer, phức hợp RISC kích hoạt, RNA virus bị phân hủy, tế bào vật chủ thoát
khỏi xâm nhiễm.
Gene nhảy (trasposon) là các trình tự DNA có thể di chuyển trong bộ gen. Nhiều

transposon hoạt động bằng cách sao chép DNA thành RNA, sau đó, RNA phiên mã
ngược thành DNA và gắn vào vị trí khác trên bộ gene. Sự can thiêp RNA bảo vệ bộ gene
chống lại transposon.


Hình 5. Một số quá trình sống của tế bào có liên quan đến quá trình can thiệp RNA.
A. Khi virus RNA nhiễm vào tế bào, nó tiêm bộ gene có chứa RNA mạch đôi của nó
vào bên trong. Can thiệp RNA tiêu hủy RNA của virus, ngăn cản sự hình thành virus mới.
B. Sự tổng hợp của nhiều loại protein do các gene mã hoá cho vi RNA kiểm soát.
Sau khi xử lý, vi RNA ngăn cản sự dịch mã từ mRNA thành protein.
C. Trong phòng thí nghiệm, các phân tử RNA mạch đơn được biến đổi để hoạt hoá
phức hợp RISC để phân hủy mRNA của một gene chuyên biệt nào đó.

CHƯƠNG III. ỨNG DỤNG THỰC TIỄN


3.1. Gen Knoc-out
Các con đường can thiệp RNA thường được khai thác trong sinh học thực
nghiệm để nghiên cứu chức năng của các gen trong tế bào và trong cơ thể ở sinh vật mẫu.
Sử dụng cơ chế này, các nhà nghiên cứu có thể gây ra sự sụt giảm mạnh mẽ trong
các biểu hiện của một gen mục tiêu.
Phân biệt với "knock-out" thủ tục trong đó biểu hiện của một gen được loại bỏ hoàn
toàn.
3.2. Y học
3.2.1. Kháng Virus
3.2.1.1. Trị liệu khử vi trùng để điều trị nhiễm trùng
Các triệu chứng của herpes simplex virus lây nhiễm bao gồm chảy nước vỉ trong da
hoặc màng nhầy của miệng, môi hoặc bộ phận
sinh dục. Các tổn thương lành với một đóng
vảy đặc trưng của bệnh Herpetic.

Virus Herpes lập nhiễm suốt đời, và virus
có thể chưa được loại trừ ra khỏi cơ thể.
Hình 6. Herpes simplex virus.
Thuốc kháng virus gây trở ngại cho sự sao
chép virus, làm giảm mức độ nghiêm trọng của
tổn thương vật lý dịch liên quan, và giảm bớt
nguy cơ lây bệnh cho người khác. Sử dụng
hàng ngày của các thuốc kháng virus như aciclovir và valaciclovir có thể làm giảm tỷ lệ
kích hoạt lại.
3.2.1.2. Ức chế biểu hiện gene virus trong tế bào ung thư
Im lặng biểu hiện gen trong các tế bào ung thư biểu mô virus cổ tử cung nhân lực
HPV dương tính được điều trị với siRNA, một mồi RNA can thiệp.

3.2.1.3. Knockdown của các thụ thể tiếp nhận


Ngăn chặn các biểu hiện thụ thể chemokine do sự can thiệp RNA cho phép ức chế
HIV-I nhân rộng
3.2.2. Ứng dụng cơ chế can thiệp RNA trong nghiên cứu ung thư
Tế bào ung thư phát sinh từ sự tích lũy và chọn lọc nhiều đột biến liên tiếp có lợi
cho sự phân chia và tồn tại của chúng. Những biến đổi di truyền và đôi khi trên vật chất
di truyền giúp tế bào ung thư vượt qua sự khống chế của các nguyên tắc điều hòa tế bào
và cơ thể như chương trình tự sát tế bào hay các tín hiệu kìm hãm phân chia.
Cơ chế can thiệp RNA chính là công cụ cần thiết để dò tìm các cơ chế phân tử bị
thay đổi trong tế bào ung thư. Do tính đặc hiệu của quá trình can thiệp RNA kết hợp với
tính dễ dàng nhân rộng tiến trình thực nghiệm từ hàng ngàn gene lên tới toàn bộ genome
trong một thí nghiệm, hệ thống các "điểm yếu" của ung thư sẽ được giải mã và hàng loạt
thuốc đặc hiệu ung thư sẽ được điều chế.
Các nhà khoa học Australia đã tìm ra phương pháp mang tên "con ngựa thành Troy"
có khả năng tiêu diệt trực tiếp tế bào ung thư mà không gây tác dụng phụ với cơ thể

người.
Đầu tiên sẽ sử dụng một tế bào nano có tên EDV để thâm nhập và làm suy yếu tế
bào ung thư bằng cách tiết ra phân tử axit Ribonucleic (siRNA).
SiRNA làm ngưng trệ quá trình ADN sản xuất protein vốn giúp tế bào ung thư có
thể kháng thuốc hóa trị.
Sau đó, một đợt EDV thứ hai sẽ tiêu diệt tế bào ung thư bằng thuốc hóa trị.
3.3. Công nghệ sinh học
3.3.1.Ứng dụng RNAi trong thực phẩm
Trong những năm gần đây RNAi (RNA interference)/RNA silencing đã được ứng
dụng nhiều trong điều tra vai trò của các gene mong muốn ở nhiều loài nấm sợi (nấm
mốc).
Để nghiên cứu chức năng của một gene, sẽ là lý tưởng nếu gene này được loại bỏ
hoàn toàn khỏi genome của nấm nhờ phương pháp xóa gene (gene deletion/disruption)
thông qua cơ chế tái tổ hợp tương đồng (homologous recombination).
Tuy nhiên, genome (hệ gene) của nhiều loài nấm vẫn chưa được giải trình tự hoặc
chỉ được giải trình tự một phần. Do đó việc xóa gene sẽ phức tạp hoặc không khả thi.
Trong trường hợp này RNAi trở thành một lựa chọn tối ưu.


Ngoài ra RNAi cũng vô cùng hữu ích trong việc làm giảm sự biểu hiện của một
gene với 2 alleles tương đồng ở một số nấm có genome lưỡng bội (diploid), mà việc xóa
bỏ cả 2 alleles là khó thực hiện. RNAi cũng được sử dụng để nghiên cứu vai trò của các
gene cần thiết (essential genes) mà việc xóa các gene này dẫn đến các thể đột biến không
thể sống sót (lethal mutants).
3.3.2. Cơ chế hình thành hoa hồng xanh
Hoa hồng xanh đầu tiên được tạo bởi công ty Florigene (Úc) và Suntony (Nhật Bản)
bằng công nghệ biến đổi gene silencing của tổ chức CSIRO. Kỹ thuật gene silencing có
vai trò làm giảm hoặc khóa hoàn toàn hoạt tính của gene mục tiêu.
Quá trình tạo loài hoa hồng xanh bao gồm 3 bước chính:
+ Tắt cơ chế hình thành sắc tố đỏ.

+ Mở cơ chế hình thành sắc tố xanh.
+ Tạo sắc tố xanh.
3.3.2.1. Tắt cơ chế hình thành sắc tố đỏ
Gene DFR (dihydroflavonol reductase) có vai trò tạo màu sắc của hoa. Gene
DFR tổng hợp ra enzyme DFR, một enzyme có vai trò trong quá trình tổng hợp sắc tố tạo
màu cho hoa. Trong hoa hồng, gene DFR tạo ra sắc tố đỏ rất tốt. Tuy nhiên,
gene DFR sản xuất sắc tố xanh thì rất kém.
Bước quan trọng đầu tiên trong việc tạo ra hoa hồng xanh là làm sao ngăn cản
gene DFR tạo ra sắc tố đỏ. kỹ thuật gene silencing của CSIRO để khóa hoạt tính của gene
DFR ở hoa hồng.
Có 3 cơ chế khác nhau hình thành màu sắc của hoa:
+ Tạo sắc tố cyanidin được kiểm soát bởi gene cyanidin mã hóa cho enzyme có vai
trò làm biến đổi DHK. Sắc tố này được tạo ra làm cho hoa có gam màu đỏ đậm, tím.
+ Tạo sắc tố pelargonidin được kiểm soát bởi gene pelargonidin mã hóa cho enzyme
có vai trò tham gia hình thành sắc tố tạo gam màu cam.
+ Tạo sắc tố delphinidin được kiểm soát bởi gene delphinidin mã hóa cho enzyme
flavonoid-3′, 5′-hydroxylase có vai trò làm biến đổi trực tiếp phân tử DHK (anthocyanin
dihydrokaempferol) thành sắc tố tạo gam màu xanh. Vì loài hoa hồng không có gene
delphinidin này nên sắc tố xanh không được tạo ra vì vậy mà ta thường không bắt gặp
hoa hồng có màu xanh.


3.3.2.2. Mở cơ chế hình thành sắc tố xanh.
Khi có bất kỳ đột biến nào xảy ra trong giai đoạn hình thành sắc tố theo 3 cơ chế
trên thì gene DFR của hoa hồng trở nên mất hoạt tính. Đây là lý do Florigene đã dùng
gene khác (gene delphinidin từ hoa Pansy) để làm bất hoạt gene DFR tạo sắc tố gam màu
đỏ và thay thế cơ chế tạo sắc tố gam màu xanh.
3.3.2.3. Tạo sắc tố xanh
Florigene và Suntony đã quyết định thay thế gene DFR của hoa hồng bằng
gene DFR từ hoa iris vì gene của hoa iris và hoa hồng tương tự nhau và hoa iris tạo sắc tố

xanh cực tốt. Gene DFR của hoa iris được chèn vào hoa hồng và kết quả là tạo ra hoa
hồng màu xanh thật sự mang sắc tố xanh, chứ không là quá trình biến đổi từ sắc tố đỏ.

Hình 7. Sắc xanh của Hoa Diên Vĩ.
Tóm lại là màu sắc của hoa hồng thường được hình thành là vai trò của một
gene DFR của hoa hồng, còn màu sắc của hoa hồng xanh được hình thành là vai trò của
cả ba gene: gene DFR của hoa hồng, gene delphinidin của hoa păng-xê, và gene DFR từ
hoa diên vĩ. Gene DFR của hoa hồng phải bị mất hoạt tính tạo sắc tố đỏ; Gene
delphinidin từ hoa pansy được chèn vào để kích hoạt cơ chế tạo sắc tố xanh; và
gene DFR từ hoa iris cũng được chèn vào để hỗ trợ quá trình tạo sắc tố xanh (các gene
này được gắn chèn vào plasmid và chuyển nạp vào gene của hoa bằng vi
khuẩn Agrobacterium tumefaciens).

3.3.3. Ứng dụng cơ chế can thiệp RNAi trừ sâu bệnh
RNAi- làm im lặng những gene cần thiết của côn trùng gây hại cây trồng, làm chúng
dừng hấp thu dinh dưỡng và làm chết ấu trùng. Các nhà khoa học này đã ứng dụng RNAi


để kiểm soát côn trùng gây hại rễ bắp làm mô hình mẫu cho những nghiên cứu tiếp theo.
Phân tử RNA dây kép (dsRNA) với trình tự các cặp gốc, bổ sung cho các gen ATPase và
tubulin (cytoskeletal component). Chúng thể hiện trong giống bắp biến đổi gen.
Tiếp cận phương pháp này, các nhà nghiên cứu còn quan sát được sự chết của ấu
trùng khi phân tử dsRNA được chèn vào hai côn trùng "southern root worm" và
"Colorado potato beetle". Phân tử dsRNA kiểm soát được sâu đục quả trong bông vải
(boll weevil larvae). Tuy nhiên, không gây ảnh hưởng đến sự chết.
Việc sử dụng RNAi để kiểm soát côn trùng gây hại cây trồng sẽ bổ sung đáng kể
cho chiến lược giống chuyển gene Bt (protein diệt côn trùng) trên cây bắp, bông vải, đậu
nành. Các nhà khoa học đã sử dụng biện pháp can thiệp RNAi để tiêu diệt loài bọ cánh
cứng trên khoai tây
3.3.4. RNAi sử dụng trong phân tích chức năng gen cây lúa mì

RNA interference (RNAi) đã được sử dụng để phân tích chức năng gen trong cây
mẫu của thế giới là Arabidopsis thaliana và genome cây lúa mì. Tuy nhiên, việc sử dụng
chúng trong các loài đa bội thể vẫn còn đang ở những bước đầu tiên. Người ta thử áp
dụng trên cây lúa mì đa bội vì cấu trúc phân tử đơn RNA có thể làm im lặng nhiều bản
sao chép của các gen đồng dạng. Hiện nay, phân tử RNAi đã được sử dụng để xem xét
một số gen mã hóa các yếu tố chuyển mã, enzyme cần thiết trong tổng hợp tinh bột và
protein truyền tín hiệu cũng như protein dự trữ.

Hình 8. Cây lúa mì (trái) và cây Arabidopsis thaliana (phải).

PHẦN KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
1. Kết luận


Việc nghiên cứu, ứng dụng cơ chế can thiệp RNA đã mở rộng hiểu biết của chúng ta
về cơ chế kiểm soát gene trong cơ thể sinh vật. Nó là cơ sở của quan điểm cho rằng RNA
có thể là đại phân tử sinh học xuất hiện đầu tiên trong quá trình tiến hoá chứ không phải
là DNA hay protein.
Đồng thời, thông qua RNAi ta biết được 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
trong cơ thể.
Đề tài không chỉ cung cấp cho chúng ta một công cụ thí nghiệm mạnh mẽ mới để
nghiên cứu chức năng của các gene mà còn nuôi dưỡng những mong đợi của chúng ta về
những ứng dụng tương lai của can thiệp RNA trong y học, nông nghiệp,...
2. Khuyến nghị
Đây là một đề tài hay, rộng và khá mới mẻ. Việc nghiên cứu ứng dụng cơ chế này có
nhiều triển vọng to lớn. Một số hướng nghiên cứu chính như:
+ Can thiệp RNA chống lại sự nhiễm virus.
+ Can thiệp RNA bảo đảm ổn định hệ gen bằng cách chống lại các yếu tố di
truyền vận động.

+ Can thiệp RNA như cơ chế kiềm chế tổng hợp protein và điều khiển sự phát
triển của tổ chức.
+ Can thiệp RNA như cơ chế giữ gìn nhiễm sắc thể và tăng cường phiên mã.
+ Can thiệp RNA cống hiến một công cụ thí nghiệm mới để kiềm chế gene
chuyên biệt.
+ Can thiệp RNA phải là một giải quyết hữu ích trong điều trị bệnh di truyền
trong tương lai.
Nếu có thời gian và cơ hội nghiên cứu tôi sẽ tiếp tục phát triển và tìm hiểu chuyên
sâu đề tài này hơn. Tôi hi vọng đây sẽ là nguồn tài liệu tham khảo bổ ích cho những độc
giả quan tâm cũng như nghiên cứu về đề tài này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO


1. Đinh Đoàn Long, Đỗ Lê Thăng; Cơ sở di truyền học phân tử và tế bào; Nhà xuất
bản Đại Học Quốc gia Hà Nội; 2008.
2. Hoàng Trọng Phán; Giáo trình Sinh học Phân Tử; Nhà xuất bản Đại học Huế;
2012.
3. Lê Đức Trình; Sinh học Phân tử của tế bào; Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật;
2001.
4. />5. />6. />