Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme chống oxy hóa catalase (CAT) và glutathione peroxidase (GPx) đến chất lượng tỉnh trùng gà trong quá trình bảo quản lạnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

LÊ VĂN TÀU

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐA HÌNH NUCLEOTIDE
ĐƠN Ở HAI VÙNG SIÊU BIẾN HVS-I VÀ HVS-II
TRÊN D-LOOP TY THỂ CỦA MỘT SỐ DÂN TỘC
VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Bình Định - Năm 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

LÊ VĂN TÀU

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐA HÌNH NUCLEOTIDE
ĐƠN Ở HAI VÙNG SIÊU BIẾN HVS-I VÀ HVS-II
TRÊN D-LOOP TY THỂ CỦA MỘT SỐ DÂN TỘC
VIỆT NAM

Chuyên ngành:

Sinh học thực nghiệm

Mã số:

8420114

Người hướng dẫn:

HD1: TS. Nguyễn Thị Mộng Điệp
HD2: TS. Nguyễn Thùy Dương


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi, dưới sự hướng
dẫn khoa học của TS. Nguyễn Thị Mộng Điệp, TS. Nguyễn Thùy Dương. Các
nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng được
ai công bố dưới bất kỳ hình thức nào. Luận văn cũng sử dụng thơng tin, số
liệu từ các bài báo và nguồn tài liệu của các tác giả khác đều có trích dẫn và
chú thích nguồn gốc đầy đủ. Nếu có bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn tồn
chịu trách nhiệm về nội dung luận văn.

Học viên

Lê Văn Tàu


LỜI CẢM ƠN
Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Thị Mộng Điệp trường Đại
học Quy Nhơn, TS. Nguyễn Thùy Dương và tập thể cán bộ phòng Hệ gen học
người, Viêṇ Nghiên cứu hê ̣gen, Viện Hàn lâm Khoa Học và Cơng Nghệ Việt
Nam, đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tơi trong
q trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành và trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo
Sau đại học, khoa Sinh - KTNN, quý Thầy Cô trường Đại học Quy Nhơn và

quý Thầy Cô đã trực tiếp giảng dạy tơi trong suốt q trình học tập.

Học viên

Lê Văn Tàu


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sau khi bản đồ gen người được cơng bố trên hai tạp chí Nature (Anh)
và Science (Mỹ) vào tháng 2 năm 2002, các nhà khoa học đã chỉ ra cấu trúc
hệ gen của các cá thể người giống nhau đến 99,9% và chỉ khác nhau một tỉ lệ
rất nhỏ (khoảng 0,1%). Tuy nhiên phần khác biệt nhỏ này lại có ý nghĩa quyết
định đối với đặc điểm nhân chủng học của một dân tộc, là yếu tố di truyền
liên quan đến sức khỏe của mỗi cá thể. Trong 0,1% khác biệt thì có đến 80%
là các đa hình nucleotide đơn. Do đó việc nghiên cứu các SNP là vô cùng
quan trọng. Ngày nay, đa hình nucleotide đơn (SNP) được sử dụng nhiều
trong nghiên cứu. Cụ thể, nhiều SNP đang được sử dụng làm công cụ hữu ích
trong các lĩnh vực như y dược học và pháp y, cung cấp nhiều kiến thức quan
trọng làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa và mối liên quan giữa các dân tộc. Mặt khác
các SNP cũng tiến hóa ổn định, không thay đổi nhiều từ thế hệ này sang thế
hệ khác cho phép dễ dàng nghiên cứu chúng.
Việt Nam là một quốc gia đa dân tộc với 54 dân tộc anh em thuộc 8 nhóm
ngơn ngữ khác nhau. Việc tiến hành các nghiên cứu về nguồn gốc và mối quan
hệ giữa các dân tộc là cần thiết, góp phần giải thích về nguồn gốc và tiến hóa của
các dân tộc Việt Nam, đồng thời cung cấp các dữ liệu cần thiết cho mơ hình di cư
của lồi người. Tuy nhiên, ở Việt Nam hiện nay các nghiên cứu về vấn đề này
chưa nhiều, chủ yếu tập trung vào sự liên quan của các đa hình nucleotide trên ty

thể với bệnh. Nhận thức được tầm quan trọng của việc nghiên cứu đa dạng di
truyền - tiến hóa của các dân tộc Việt Nam, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên
cứu đặc điểm đa hình nucleotide đơn ở hai vùng siêu biến HVS-I và HVS-II
trên D-loop ty thể của một số dân tộc Việt Nam”.


2

2.
-

Mục tiêu nghiên cứu
Xác định đa hình nucleotide đơn (SNPs) ở hai vùng siêu biến HVS-I

và HVS-II trên D-loop ty thể ở các cá thể thuộc 3 dân tộc Kinh, La Hủ, Si La.
Đánh giá sự đa dạng cũng như những khác biệt di truyền liên
quan
đến đa hình nucleotide đơn (SNPs) ở hai vùng siêu biến HVS-I và HVS-II
trên D-loop ty thể giữa 3 dân tộc Kinh, La Hủ và Si La.
3.
-

Ý nghĩa của đề tài
Đánh giá sự đa dạng cũng như những khác biệt di truyền của 3 dân tộc

Kinh, La Hủ và Si La.
-

Bổ sung thêm dữ liệu về đa hình ty thể của ba dân tộc Kinh, La Hủ và

Si La, giúp cung cấp các thông tin cần thiết cho nghiên cứu nhân chủng học
tiến hóa ở Việt Nam.


3

Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Hệ gen ty thể
Ty thể là một trong những cơ quan chuyên hóa cao, có mặt trong hầu
hết các tế bào nhân chuẩn với vai trò chủ yếu là sản xuất năng lượng tế bào
thơng qua q trình phosphoryl oxy hóa (OXPHOS). Ngoài ra ty thể cũng là
thành phần quan trọng trong việc truyền tín hiệu canxi, oxy hóa acid béo, điều
hịa chuyển hóa tế bào, tổng hợp hem, tổng hợp steroid và lập trình cho sự
chết của tế bào [33].
1.1.1. Đặc điểm cấu trúc và di truyền hệ gen ty thể
Đặc điểm cấu trúc hệ gen ty thể
Hệ gen ty thể là phân tử DNA mạch kép, dạng vịng có kích thước nhỏ
(khoảng 16569 bp), không liên kết với protein histon và nằm trong tế bào
chất, cùng với đặc tính đa bản sao (mỗi tế bào có thể chứa từ 100 đến 10000
bản sao mtDNA) [28]. Điều này giúp cho việc tách chiết, thu nhận DNA ty
thể dễ dàng. Hơn nữa DNA ty thể bền theo thời gian trong các mô khó phân
hủy như mơ xương, răng và tóc. Những đặc tính này là điều kiện cần thiết cho
việc phân tích các mẫu DNA cổ xưa hay các mẫu DNA đã phân hủy.
Phân tử DNA ty thể người gồm có 2 chuỗi: chuỗi nặng (H) rất giàu
guanine, chuỗi nhẹ (L) rất giàu cytosine và chứa 37 gen khác nhau (Hình 1.1).
Trong 37 gen này thì 28 gen nằm trên chuỗi H và 9 gen nằm trên chuỗi L. Có
24 gen mã hóa cho RNA: 22 phân tử tRNA ty thể, rRNA 16-s (tiểu đơn vị
ribosome lớn) và rRNA 12-s (tiểu đơn vị ribosome nhỏ) [10]. 13 gen mã hóa
cho một số thành phần polypeptide cụ thể của chuỗi hô hấp ty thể:
-

Bảy gen MTND1, MTND2, MTND3, MTND4L, MTND4, MTND5,

MTND6 lần lượt mã hóa cho 7 tiểu phần (1, 2, 3, 4L, 4, 5, 6) trong số 44 tiểu
phần của phức hệ I (NADH: ubiquinone oxyoreductase) [18].


4

-

MTCYB mã hóa cho 1 tiểu đơn vị trong số 11 tiểu đơn vị của phức

hợp III (ubiquinol: cytochrom coxyoreductase) [30].
Ba gen MT-COI, MT-COII, MT-COIII lần lượt mã hóa cho 3
chuỗi
polypeptide (cytochrom c oxyase I, II, III) trong số 13 polypeptide của phức
hợp IV (cytochrom c oxyase).
Hai gen MT-ATP8, MT-ATP6 lần lượt mã hóa cho 2 tiểu phần
(ATP
synthase F0 tiểu đơn vị 8, 6) trong số 19 tiểu đơn vị của phức hợp V (ATP
synthase).
Hầu hết các gen trên DNA ty thể là liên tục không chứa các đoạn intron,
chỉ cách nhau bởi một hoặc hai cặp base không mã hóa. Mã di truyền trên
DNA ty thể chỉ sử dụng hai codon kết thúc: 'AGA' và 'AGG', trong khi DNA
nhân sử dụng ba codon kết thúc: 'UAA', 'UGA' và 'UAG'.
Quá trình sao chép DNA ty thể chịu sự điều khiển của vùng D-loop hay
còn gọi là vùng điều khiển trên DNA ty thể. Vùng này chứa vị trí bắt đầu sao
chép DNA ty thể (nguồn gốc của tổng hợp chuỗi nặng, OH) và cũng là vùng
chứa cả hai bộ khởi động phiên mã chuỗi H (HSP1 và HSP2).

Hình 1.1. Cấu trúc DNA ty thể


5

Ở

người kích thước bộ gen ty thể chỉ bằng 0,0005% kích thước bộ gen

trong nhân, nhưng nó có 4 đặc điểm quan trọng trong việc đánh giá mối quan
hệ di truyền tiến hóa giữa các quần thể có mối quan hệ gần gũi:
Tốc độ xảy ra các đột biến trên DNA ty thể nhanh hơn 5 đến 10
lần so
với DNA nhân, khoảng 2% - 4% trong một triệu năm [13]. Tốc độ đột biến
này có thể là do trong quá trình sao chép mắc nhiều lỗi và ty thể thiếu cơ chế
để sửa chữa các sai hỏng như ở DNA nhân. Mặt khác, ty thể là nơi luôn diễn
ra các q trình oxy hóa sản sinh ra các chất oxy hóa mạnh như các gốc tự do.
Các chất này sẽ tác động đến hệ gen của ty thể và phát sinh ra các đột biến.
-

Vùng điều khiển của hệ gen ty thể dù mang chức năng quan trọng

nhưng lại có tỷ lệ đột biến cao gấp 10 lần so với vùng mã hóa. Tuy nhiên biến
thể trên vùng này phân bố không đều, mật độ cao nhất của các vị trí đa hình
trên vùng điều khiển được tìm thấy tập trung ở hai vùng siêu biến HVS-I và
HVS-II [14].
-

Do các đột biến là ngẫu nhiên nên xảy ra ở bất kỳ nucleotide nào

trong hệ gen ty thể, cả ở vùng mã hóa và khơng mã hóa.
-

Các DNA ty thể “dị tế bào chất” khơng bị loại bỏ trong q trình chọn

lọc mà chúng được di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, do đó chúng
trở nên phổ biến.
Nhìn chung, tốc độ biến đổi nhanh chóng của các chỉ thị DNA ty thể
làm nó trở nên hồn tồn phù hợp với các nghiên cứu tiến hóa gần.
Đặc điểm di truyền của DNA ty thể
DNA ty thể có đặc tính di truyền theo dịng mẹ [17], khơng có sự kết
hợp vật chất di truyền từ bố. Điều này có thể giải thích vì DNA ty thể trong
tinh trùng sớm biến mất trong phơi bởi sự phá hủy có chọn lọc, sự bất hoạt,
hoặc đơn giản bởi sự áp đảo về số lượng bản sao DNA ty thể của trứng [31],
do đó phân tử DNA ty thể của hợp tử khơng khác so với phân tử DNA ty thể


6

ban đầu của trứng. Chính điều này đã tạo nên tính đa hình đặc trưng theo quần
thể của DNA ty thể, hình thành nên các nhóm đơn bội (haplogroup) của DNA
ty thể.
1.1.2. Cấu trúc vùng điều khiển D-loop
Trình tự hồn chỉnh vùng D-loop của nhiều dân tộc thuộc các châu lục
trên thế giới đã được công bố trong ngân hàng dữ liệu gen quốc tế
(EMBL/Genbank/DDBJ). Cho đến nay đã có vài nghìn trình tự vùng D-loop
được cơng bố, trong đó có 349 trình tự hồn chỉnh của hệ gen ty thể người
thuộc các chủng tộc khác nhau được nghiên cứu và đăng ký [39]. Số lượng

các trình tự D-loop cũng như toàn bộ hệ gen ty thể của các cá thể người thuộc
các dân tộc khác nhau trên thế giới được giải mã vẫn tăng lên không ngừng.
Vùng điều khiển D-loop có kích thước 1121 bp, nằm từ vị trí 1602416569/0 - 576 và nằm giữa hai gen tRNA vận chuyển cho Phenyanalin và
Prolin, chiếm khoảng 7% tổng lượng DNA ty thể. Vùng này chứa các trình tự
khởi đầu cho quá trình tái bản DNA ty thể và chứa các đoạn điều khiển cho
quá trình phiên mã của các gen chức năng trong vùng được mã hóa [16].
Năm 1981, Anderson và cộng sự đã xác định được hai đoạn DNA trong
vùng D-loop được gọi là vùng siêu biến 1 (HVS-I Hypervariable Segment 1)
có kích thước 359 bp, nằm ở vị trí 16024 - 16383 trên DNA ty thể và vùng
siêu biến 2 (HVS-II Hypervariable Segment 2) có kích thước 315 bp, nằm ở
vị trí 57 - 372 [13]. Trên hai vùng siêu biến có các đoạn lặp lại nucleotide
cytosine, thường được gọi là đoạn poly C. Ở trình tự chuẩn rCRS (trình tự
DNA ty thể hồn chỉnh của người đầu tiên được Anderson và cộng sự công bố
năm 1981) [36], tại vị trí 16189 là nucleotide thymin do đó đoạn poly C của
gen HVS-I được ngắt quãng, tuy nhiên rất nhiều trình tự DNA ty thể có đột
biến T16189C tạo thành chuỗi có 10 nucleotide cystosin liên tiếp, đột biến
này được xem là đột biến có tốc độ cao nhất trong hệ gen ty thể người [38].


7

Các nghiên cứu cho thấy, trong tế bào có nhiều loại DNA ty thể có chiều dài
đoạn poly C khác nhau. Tỷ lệ phần trăm các phân tử DNA ty thể có độ dài
đoạn poly C khác nhau là ổn định ở mỗi cá thể. Các đoạn poly C này được di
truyền theo dòng mẹ và được tạo mới trong quá trình phát triển.

Hình1.2. Cấu trúc vùng điều khiển (D-loop) DNA ty thể.
CSB domain (Conserved Sequences Block domain): vùng các khối trình tự bảo thủ
liên quan đến quá trình khởi đầu sao chép và phiên mã; Central conserved domain:

Vùng trung tâm; ETAS domain (Extended Termination-associated Sequences
domain): vùng trình tự liên quan đến kết thúc sao chép.

Có rất nhiều loại đột biến trong vùng điều khiển của DNA ty thể: đột
biến thay thế, mất đoạn, thêm đoạn nhưng hay gặp nhất là loại đột biến thay
thế nucleotide. Tốc độ đột biến của DNA ty thể cao nhất ở vùng D-loop, đặc
biệt là ở vùng siêu biến, tốc độ này phụ thuộc vào vị trí các nucleotide khác
nhau [19]. Đây là vùng được xem là có nhiều đột biến nhất với tần số đột biến
cao hơn các vùng khác của hệ gen ty thể khoảng từ 1,8 đến 4,4 lần [21]. Một
vài vị trí nucleotide trong vùng điều khiển bị đột biến thường xuyên hơn các
vị trí khác được gọi là vùng đột biến phổ biến (mutational hotspots). Việc
nghiên cứu hệ gen ty thể, giải mã trình tự nucleotide vùng điều khiển D-loop
cũng như các gen khác của DNA ty thể, dẫn đến việc giải mã toàn bộ hệ gen
ty thể của nhiều đại diện dân tộc người khác nhau trên thế giới, cùng với các


8

nghiên cứu về đặc điểm, tính đa hình thái của hai vùng siêu biến sẽ cung cấp số
liệu cần thiết cho các nghiên cứu về di truyền tiến hóa và các lĩnh vực khác.

1.1.3. Tình hình nghiên cứu hệ gen ty thể trên thế giới
Hiện nay, các nghiên cứu trên DNA ty thể, đặc biệt trên hai vùng siêu
biến HVS-I, HVS-II nhằm xác định đa hình nucleotide đơn (SNP) và tìm hiểu
về sự đa dạng di truyền - tiến hóa của các dân tộc được nhiều nước quan tâm.
Có thể kể đến một số cơng trình đáng chú ý, bao gồm:
Trình tự DNA ty thể hồn chỉnh của người đầu tiên đã được
Anderson
và các tác giả công bố năm 1981. Đến năm 1999, Adrews và các tác giả đã
chỉnh sửa lại trình tự này và hiện nay được gọi là “trình tự chuẩn Cabridge đã

chỉnh sửa - rCRS” [10].
-

Năm 1994, G. Bailliet và cộng sự đã nghiên cứu sự đa dạng mtDNA ở

109 người Amerind thuộc 3 bộ lạc khác nhau và đã phân tích lại dữ liệu được
cơng bố trên 482 cá thể từ 18 bộ lạc khác. Nghiên cứu này xác nhận sự tồn tại
của 4 dòng haplotype chính. Ngồi ra cũng tìm thấy bằng chứng ủng hộ sự tồn
tại của một số haplotypes khác ngồi bốn dịng được báo cáo [11].
Năm 1998, Lutz S và cộng sự sau khi giải trình tự vùng điều
khiển
DNA ty thể từ 200 người da trắng ở Đức, xác định được xác suất của hai cá
thể được chọn ngẫu nhiên từ một quần thể có mtDNA giống hệt nhau là 0,6%.
Trong nghiên cứu này các đa hình thay thế nucleotide chiếm phần lớn
(khoảng 90%), các đa hình thêm nucleotide chỉ chiếm (6%) và đa hình mất
nucleotide chỉ chiếm (4%) [23].
-

Năm 1999, Nihon Hoigaku Zasshi và cộng sự tiến hành giải trình tự

vùng điều khiển (D-loop) từ nhiều dịng vơ tính của mỗi DNA ty thể, kết quả
đã xác định 30/80 mẫu được phân tích cho thấy sự chuyển đổi T-to-C ở vị trí
16189 (T16189C) của vùng C-stretch trong vùng siêu biến HVS-I của


mtDNA. Có 7 cặp có sự chuyển đổi này khi được chọn ngẫu nhiên từ 15 cặp


9

(mẹ - con). Các phân tích thống kê về số lượng lặp lại nucleotide cytosine cho
thấy khơng có sự khác biệt đáng kể giữa mẹ và con trong mỗi dòng nhưng có
sự khác biệt giữa các dịng [27]. Cùng năm Zhonghua và cộng sự sử dụng
phương pháp đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn (RFLP) phân tích với 6
enzyme cắt giới hạn trên 10 vị trí tạo ra 14 đoạn giới hạn. Tần số thay thế
nucleotide trung bình được tính tốn (dựa trên cơng thức Nei) trên mỗi vị trí
trên vùng điều khiển mtDNA của người Hán ở Trung Quốc là 0,029. Nghiên
cứu này đã xác định được tần số thay thế nucleotide trung bình trên mỗi vị trí
trong vùng điều hòa cao gấp 10 lần so với mtDNA [38].
-

Năm 2001, Fucharoen và cộng sự nghiên cứu trình tự nucleotide của

vùng điều khiển DNA ty thể người từ sáu nhóm dân tộc ở Thái Lan, gồm các
bộ lạc: Hill (Lisu và Mussur), Phuthai, Lao Song, Chong và thổ dân Sakai.
Trình tự vùng điều khiển của các dân tộc trong nghiên cứu được so sánh với
trình tự những người dân bản địa Thái Lan từ hai tỉnh Chiang Mai và Khon
Kaen. Dựa trên sự so sánh các trình tự 563 bp ở 215 cá thể Thái Lan, đã có
137 loại trình tự khác nhau được tìm thấy. Trong số đó, có 124 trình tự là duy
nhất trong mỗi dân tộc, 13 trình tự có sự chia sẻ từ hai đến năm dân tộc khác.
Việc xóa COII / tRNALys 9 bp xen kẽ đã được tìm thấy ở các dân tộc Thái
Lan được kiểm tra (ngoại trừ Sakai) với tần số khác nhau từ 18% đến 40%.
Từ các biến thể trình tự vùng điều hịa và phân tích phát sinh gen cho thấy
rằng, việc xóa 9 bp đã xảy ra trong một tổ tiên rất cổ xưa của người Đông
Nam Á. Khoảng cách di truyền dựa trên sự đa dạng nucleotide giữa các quần
thể cho thấy Sakai có mối liên hệ xa với các dân tộc khác ở Thái Lan. Lao
Song và Chong có quan hệ mật thiết với nhau, mối quan hệ di truyền gần gũi
cũng được thấy giữa các bộ lạc Hill, Phuthai và Đông Bắc Thái Lan (Khon
Kaen), cho thấy rằng họ có tổ tiên chung [16].

10

Năm 2003, V. Troesch và cộng sự phân tích trình tự hai vùng
siêu
biến (HVS- I và HVS-II) của DNA ty thể từ 100 cá thể sống ở miền Đông
nước Pháp, kết quả có 91 kiểu haplotypes khác nhau đã được phát hiện. Trên
hai vùng siêu biến có 72 vị trí đa hình trong đoạn HVS-I và 49 ở HVS-II.
Phân tích dữ liệu cho thấy tính đa hình của hai vùng siêu biến là do đột biến
đồng hoán “transition” (đột biến thay thế nucleotid có cùng gốc purin A - G
hoặc pyrimidin C - T) chiếm 75,5%, không phải do đột biến dị hốn
“transversion” (đột biến thay thế nucleotid có gốc purin thành pyrimidin hoặc
ngược lại A - T, C - G) chỉ chiếm 1,5%. Sự đa dạng di truyền được tìm thấy là
0,9836 [34].
1.1.4. Tình hình nghiên cứu hệ gen ty thể ở Việt Nam
Nghiên cứu đầu tiên về DNA ty thể của người Việt Nam do Ballinger
SW và cộng sự thực hiện năm 1992, sử dụng phương pháp PCR - RFLP nhằm
đánh giá di truyền quần thể của người Châu Á, tuy nhiên số lượng mẫu nhỏ và
không rõ nguồn gốc nên kết quả thu được còn hạn chế [12]. Năm 1999,
Ivanova cùng cộng sự nghiên cứu về sự đa hình DNA ty thể của 50 người
Kinh sống tại Hà Nội, đã đưa ra kết luận người Kinh có nguồn gốc kép từ
người Trung Quốc và các nhóm quần thể người Thái - Indonesia [20].
Trong những năm gần đây các nghiên cứu trên DNA ty thể ở nước ta
được tiến hành chủ yếu theo hai hướng:
Phân tích sự liên quan giữa đa hình trên DNA ty thể với bệnh ở
người:
Năm 2003, Đái Duy Ban và cộng sự nghiên cứu chỉ thị phân tử vùng
D- loop trên một số bệnh nhân ung thư vú. Kết quả phân tích đã cho thấy có
đột biến điểm và đột biến mất đoạn 280 bp trong vùng D-loop của bệnh nhân
ung thư vú người Việt Nam [2].

11

Năm 2008, nhóm nghiên cứu của Nguyễn Hữu Nghĩa sử dụng phương
pháp giải trình tự tách dịng đã xác định được 14 vị trí đột biến trên vùng Dloop ở một người lao động thường xuyên tiếp xúc với bức xạ ion hóa [4].
Năm 2012, Trương Thị Huệ và cộng sự đã sử dụng kỹ thuật PCR-RFLP
và xác định trình tự nucleotide, đã thiết lập được cách thức phát hiện 15 loại
đột biến điểm trong hệ gen ty thể có liên quan đến các bệnh ở người Việt Nam
bao gồm: các đột biến T3271C và T3291C (hội chứng MELAS); A8344G và
T8356C (hội chứng MERRF); G11778A, G3460A và T14484C (hội chứng
LHON); T8993G/C và T9176G (hội chứng Leigh); A1555G (hội chứng điếc)
và các đột biến G4298A, T10010C, T14727C, T14728C và T14709C (hội
chứng cơ não nói chung) [5].
Năm 2014, Hồng Hiếu Ngọc và cộng sự đã sử dụng phương pháp giải
trình tự trực tiếp DNA ty thể tách chiết từ máu bệnh nhân bị bệnh LEBER, và
đã xác định thấy 9/12 ca có đột biến DNA ty thể [6].
-

Đánh giá sự đa dạng cũng như những khác biệt di truyền liên quan

đến đa hình nucleotide đơn ở các dân tộc Việt Nam:
Phan Văn Chi và cộng sự (2006) khi nghiên cứu giải mã hệ gen ty thể
các dân tộc Việt Nam đã tìm thấy một số biến đổi của DNA ty thể ở người
Việt Nam thuộc vùng điều khiển D-loop [3].
Năm 2008, Nguyễn Đăng Tôn và các tác giả khác đã sử dụng phương
pháp giải trình tự Sanger để nghiên cứu đa hình kiểu đơn bội DNA ty thể của
78 cá thể người Việt Nam thuộc ba dân tộc Kinh, Tày, Mường. Nhóm tác giả
đã xác định được 1043 điểm đa hình, tương ứng với sự thay đổi nucleotid ở
176 vị trí [8].

Năm 2018, Nguyễn Thy Ngọc và cộng sự sử dụng kỹ thuật PCR và đọc
trình tự trực tiếp từ sản phẩm PCR tinh sạch. Sau đó so sánh trình tự DNA thu
được với trình tự hệ gen ty thể tham chiếu rCRS công bố trên Genbank


12

(NC_012920.1), kết quả đã phát hiện 96 điểm đa hình ở nhóm người Kinh và
36 điểm đa hình nhóm người Mảng. Trong số các điểm đa hình này, 16 điểm
có tần suất thu được khác nhau có ý nghĩa thống kê giữa 2 nhóm (p<0,05).
Ngồi ra, 8/16 đa hình (T146C, T199C, A16182C, T16217C, T16297C,
T16140C, A16183C và T16189C) xuất hiện khá phổ biến ở nhóm người Kinh
nhưng ít hoặc khơng xuất hiện ở nhóm người Mảng và bốn đa hình C151T,
A16162G, A16269G và T16271C xuất hiện phổ biến ở người Mảng nhưng ít
xuất hiện ở người Kinh. Kết quả nghiên cứu này cho thấy mặc dù cùng thuộc
nhóm ngữ hệ Nam Á, hệ gen ty thể giữa 2 dân tộc trong cộng đồng các dân
tộc Việt Nam vẫn tồn tại những khác biệt đáng chú ý [7].
1.2. Tổng quan về đa hình nucleotide đơn (SNPs)
Đa hình nucleotide đơn hay SNP (đọc là snip) được viết tắt từ “Single
Nucleotide Polymorphisms”. Chúng chính là những biến thể trình tự DNA
xảy ra khi một đơn nucleotide (A, T, C, hoặc G) trong trình tự bộ gen bị thay
đổi so với các cá thể khác trong cùng một loài sinh học hoặc so với nhiễm sắc
thể còn lại trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Ví dụ một SNP có thể thay
đổi trình tự DNA từ CTGCCTCATCC đến CTGCCCCATCC (Hình 1.3). Tuy
nhiên để được coi là một SNP, chúng phải xảy ra trong ít nhất 1% dân số. Nếu
tần số xảy ra bé hơn 1% thì biến thể chỉ được coi là một đột biến điểm. Về
mặt nguyên lý, việc phát sinh SNP và đột biến điểm là giống nhau, điểm khác
biệt giữa chúng chỉ nằm ở tần suất xảy ra trong quần thể.

Hình 1.3. Đa hình T146C trên đoạn HVS-II

13

Ở người, trung bình SNP xảy ra một lần trong mỗi 300 nucleotide, như
vậy có
nghĩa là có khoảng 10 triệu SNP trong hệ gen của con người. Đến nay các nhà
khoa học đã thiết lập nhận diện được 1.4 triệu SNP và hai phần ba trong số
chúng là sự thay thế từ cytosine (C) sang thymine (T).
1.2.1. Các dạng đa hình nucleotide đơn (SNP)
Dựa vào vị trí trong hệ gen, các SNP được chia ra làm 3 loại: Các SNP
nằm trong trình tự mã hóa (coding region), trình tự khơng mã hóa của 1 gen
(non-coding region) hoặc ở vùng giữa các gen (intergenic region).
Nhờ vào tính chất thối hóa của mã di truyền, các SNP trong một trình tự
mã hóa khơng nhất thiết sẽ làm thay đổi trình tự các amino acid trong protein
được tạo ra. Chúng bao gồm đa hình đồng nghĩa (SNPs synonymous) và đa hình
thay thế (SNPs nonsynonymous). Một đa hình được coi là đồng nghĩa nếu các
alen sản xuất ra cùng 1 trình tự chuỗi polypeptide (đơi khi chúng cịn được gọi là
đột biến câm). Cịn nếu chuỗi polypeptide được tạo ra có sự thay đổi thì chúng sẽ
được gọi là đa hình thay thế. Sản phẩm của loại đa hình này có thể có nghĩa hay
sai nghĩa (missense) hoặc vô nghĩa (nonsense). Các SNP sai nghĩa dẫn đến việc
thay thế 1 amino acid này thành 1 amino acid khác trong chuỗi protein. Cịn SNP
vơ nghĩa, thay vì thế một amino acid này bằng amino acid khác, sự biến đổi trình
tự DNA dẫn đến hình thành codon kết thúc. Codon kết thúc báo hiệu tế bào
ngưng tổng hợp protein dẫn tới hình thành protein có chức năng khơng hồn
chỉnh hoặc khơng có chức năng, thường ảnh hưởng có hại đến cơ thể. Thực tế
cho thấy có tới hơn một nửa trong số những đột biến bệnh hiện nay được xác
định có nguồn gốc từ các đa hình loại này [32]. Các SNP khơng nằm trong vùng
mã hóa protein có thể gây ảnh hưởng đến q trình ghép nối các gen, tác động
đến các yếu tố phiên mã, làm suy thối RNA thơng tin, hoặc trình tự của RNA

khơng mã hóa. Biểu hiện


14

gen bị ảnh hưởng bởi loại hình SNP này được gọi là eSNP (sự biểu hiện SNP)
và dẫn đến tăng hoặc giảm biểu hiện gen.

Hình 1.4. Các dạng SNP

Ngồi ra, dựa vào mức độ ảnh hưởng đến chức năng cơ thể, SNP cịn
được chia làm 3 dạng: vơ hại (khơng gây bệnh), có hại (gây các bệnh như tiểu
đường, ung thư, bệnh tim, bệnh Huntington và chứng Haemophilia) và tiềm
tàng (các biến thể xảy ra trong vùng mã hóa và các vùng điều khiển khơng
gây hại trong điều kiện bình thường nhưng khi đáp ứng một số điều kiện cụ
thể thì chúng làm tăng khả năng phát triển thành bệnh, ví dụ như tính mẫn
cảm của ung thư phổi) [24].
1.2.2. Tính chất của SNP
Thơng thường, SNP có tính chất “diallelic” trong quần thể và tần số
alen của nó có thể được ước đoán dễ dàng trong bất cứ quần thể nào, thông
qua một loạt xét nghiệm kỹ thuật.
Tần số SNP được xem xét ở 2 cấp độ: trong 1 hệ gen và trong 1 quần
thể. Trong một hệ gen, tần số SNP không đồng nhất, phụ thuộc vào sự phân
bố của chúng và các yếu tố khác như tái tổ hợp di truyền và tỷ lệ đột biến
[26].
bởi sự

Ngoài ra tần số SNP trong 1 hệ gen cũng có thể được dự đoán

hiện diện của các AT microsatellite, cụ thể các đoạn lặp (AT) dài có xu hướng

15

được tìm thấy trong các khu vực mà mật độ SNP giảm đáng kể và nồng độ
(GC) thấp [25]. Còn trong một quần thể, tần số SNP được chỉ định là tần số
alen thấp nhất tại một locus được tìm thấy tại một thời điểm trong một quần
thể nhất định. Khi xét ở mức độ quần thể, do có những khác biệt di truyền
giữa các quần thể người, SNP có thể phổ biến (tần số cao) trong một nhóm địa
lý hoặc quần thể này nhưng có thể trở nên hiếm hơn trong một quần thể khác
(tần số thấp).
-

SNP là những marker có tính ổn định rất cao về mặt di truyền.

-

Được tìm thấy với tần suất cao nhất trong genome người.

-

Độ đa dạng cao.

1.2.3. Ứng dụng và tầm quan trọng của đa hình đơn nucleotide
Là kiểu đa hình cực kỳ phổ biến, chiếm đến 80% sự biến đổi trong hệ
gen, các SNP cũng tiến hóa ổn định, khơng thay đổi nhiều từ thế hệ này sang
thế hệ khác cho phép dễ dàng nghiên cứu chúng. Do vậy SNP rất có giá trị
trong các nghiên cứu về sinh học phân tử và y sinh học.
Bản đồ SNP
Các nhà khoa học tin rằng việc thiết lập một bản đồ SNP sẽ đem lại

phần thưởng tiềm năng rất lớn, giúp họ xác định được nhiều gen liên quan đến
các bệnh phức tạp như ung thư, tiểu đường hay một số dạng bệnh tâm thần.
Chính vì vậy hai nhóm nghiên cứu gồm Human Genome Project (HGP) và
một nhóm lớn các cơng ty dược phẩm gọi là SNP Consortium - dự án TSC đã
tập trung vào tìm kiếm, xác định và thiết lập một bản đồ SNP vào tháng 10
năm 2000, thành quả của cả 2 nhóm đã được cơng bố rộng rãi trên thế giới.
Sự xuất hiện của bản đồ SNP đã cung cấp một cơng cụ chưa từng có,
cho phép nghiên cứu đặc tính của các biến thể trình tự DNA trên hệ gen
người. Những dữ liệu này được sử dụng để mô tả phổ gen, cung cấp nguyên
liệu cho các nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể người.


16

Ngồi ra bằng cách sử dụng bản đồ SNP mơ tả sự đa dạng haplotype
trên hệ gen, các nhà khoa học sẽ có được những hiểu biết về lịch sử tiến hóa
của con người. Phần lớn cấu trúc haplotype vẫn chưa được khám phá, và bản
đồ này cho phép xác định quy mô, sự biến đổi của các haplotype giống nhau,
số lượng và tần số của haplotype phổ biến, sự phân bố giữa chúng và các
nhóm dân tộc hiện có.

Hình 1.3. Cách thiết lập bản đồ SNP
(1) Giải mã bộ gen trên số lượng lớn người; (2) So sánh bộ gen giữa các
cá thể
để tìm kiếm SNP; (3) Xây dựng 1 bản đồ chứa các SNP đã tìm thấy

Phát triển SNP và y học
Hiện nay nhiều chứng minh cho thấy hầu hết các SNP không chịu trách
nhiệm cho một bệnh tật nào, tuy nhiên chúng có thể giúp xác định rằng ai đó
có khả năng phát triển một căn bệnh cụ thể. Một ví dụ rõ ràng về cách SNP

ảnh hưởng đến sự phát triển của bệnh là ảnh hưởng của chúng đến gen
apolipoprotein E hoặc APOE, một trong những gen liên quan với bệnh
Alzheimer. Giống như các rối loạn mãn tính như bệnh tim, tiểu đường, hoặc
ung thư phổ biến nhất, bệnh Alzheimer là một bệnh được gây ra bởi các biến


17

thể trong một vài gen. Gen APOE chứa đến hai SNP trong ba alen của nó: E2,
E3, E4. Mỗi allele khác nhau bởi một base DNA, và các sản phẩm protein của
mỗi gen sẽ khác bởi một amino axit. Nghiên cứu cho thấy rằng một người
được thừa hưởng ít nhất một E4 allele sẽ có một khả năng lớn để phát triển
bệnh Alzheimer. Rõ ràng, sự thay đổi của một amino acid trong các protein E4
làm thay đổi cấu trúc và chức năng của protein và tạo điều kiện cho sự phát
triển của bệnh. Còn nếu một người kế thừa allele E2 thì có ít khả năng phát
triển bệnh Alzheimer. Tất nhiên, SNP không phải là chỉ số tuyệt đối của sự
phát triển của bệnh. Cụ thể, đối với bệnh Alzheimer nếu một người được thừa
hưởng hai alen E4 sẽ khơng bao giờ có thể phát triển bệnh, trong khi một
người đã được thừa hưởng hai alen E2 thì có thể phát triển bệnh.
Trong chuẩn đốn bệnh, các SNP cịn được sử dụng như các marker
phân tử để xác định chính xác một căn bệnh trên bản đồ hệ gen của con
người, bởi chúng thường nằm gần một gen được tìm thấy có liên quan đến
một căn bệnh nào đó. Đơi khi, một SNP thực sự có thể gây ra một căn bệnh,
và do đó, cũng có thể được sử dụng để tìm kiếm và cơ lập các gen gây bệnh.
Cụ thể, để tiến hành nghiên cứu liên hệ giữa SNP và một căn bệnh, các nhà
khoa học sẽ thu thập mẫu máu từ một nhóm các bệnh nhân và phân tích DNA
của họ để cho ra các mẫu SNP. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu tiếp tục phân
tích DNA từ một nhóm các cá nhân khơng bị ảnh hưởng bởi căn bệnh này và
tiến hành so sánh các mẫu thu được. Nhờ các so sánh này các nhà khoa học có
thể phát hiện sự khác biệt giữa các mơ hình SNP của hai nhóm, thơng qua đó

xác định sự liên quan của SNP với gen gây bệnh. Và cuối cùng, hồ sơ SNP
đặc trưng của nhiều loại bệnh khác nhau sẽ được thành lập. Sau đó, chỉ là vấn
đề thời gian, các bác sĩ có thể xác định một người có thể nhạy cảm với một
căn bệnh nào đó chỉ bằng cách phân tích các mẫu DNA của họ dựa trên một
mơ hình cụ thể SNP.


18

Ngồi ra các đa hình DNA như SNP cũng rất hữu ích trong việc giúp
các nhà nghiên cứu xác định và hiểu lý do tại sao các cá nhân khác nhau trong
khả năng của mình có thể hấp thụ các loại thuốc nhất định, cũng như xác định
lý do tại sao một cá nhân có thể chịu một tác dụng phụ bất lợi cho một loại
thuốc cụ thể. Vì vậy, các nghiên cứu về SNP hứa hẹn sẽ mang đến một cuộc
cách mạng lớn trong q trình phát hiện, phịng ngừa và chữa bệnh.
Phát triển SNP và Dược phẩm
Từ hàng ngàn năm trước, thuốc trị bệnh đã được con người sử dụng.
Một số loại thuốc vẫn được sử dụng cho đến ngày nay như các chế phẩm làm
từ anh túc để giảm đau, tiền thân cho thuốc phiện tổng hợp được sử dụng cho
mục đích tương tự bởi các bác sĩ hiện đại. Ngày nay chúng vẫn được được
phát triển liên tục không ngừng, bao gồm các chế phẩm sinh học và tổng hợp
để điều trị các bệnh mới. Tuy nhiên cho đến hiện tại, việc xác định một bệnh
nhân sẽ đáp ứng với một loại thuốc cụ thể hay không vẫn là một vấn đề nan
giải. Cụ thể một loại thuốc được chứng minh có hiệu quả trong các bệnh nhân
“thông thường” nhưng lại không hiệu quả ở một số người khác hoặc tệ hơn
nữa nó có thể đem lại các tác dụng phụ khơng tốt. Do đó các công ty dược
phẩm mới chỉ phát triển các sản phẩm đáp ứng các bệnh nhân "thông thường"
và loại thuốc dành cho số ít bệnh nhân “bất thường” vẫn chưa được sản xuất.
Như đã đề cập ở trên, các đa hình SNP rất hữu ích cho việc nghiên cứu
sự hấp thu và thanh thải cũng như tác dụng phụ của thuốc. Do đó các nhà

khoa học rất kì vọng, bằng cách phân tích hồ sơ SNP sẽ tạo ra các loại thuốc
thích hợp cho từng cá nhân và phù hợp với cấu trúc di truyền của riêng từng
người. Nhờ vậy sẽ cho phép các công ty dược phẩm cung ứng nhiều loại
thuốc hơn cho thị trường và giúp các bác sĩ kê toa điều trị một cách hiệu quả.
Các nhà khoa học dự kiến chỉ tính riêng ở Hoa Kỳ, "thuốc cá nhân hố” sẽ có


19

khả năng làm giảm khoảng 100.000 trường hợp tử vong và 2 triệu ca nhập
viện do phản ứng phụ với thuốc xảy ra mỗi năm.
1.3. Đặc điểm dân tộc học của người Kinh, La Hủ, Si La
1.3.1. Dân tộc Kinh
Người Kinh hay người Việt là một dân tộc hình thành tại khu vực địa lý
mà ngày nay là miền Bắc Việt Nam và miền nam Trung Quốc. Đây là dân tộc
chính, chiếm khoảng 86,2% dân số Việt Nam và được gọi chính thức là dân
tộc Kinh để phân biệt với những dân tộc thiểu số tại Việt Nam. Ngơn ngữ
chính sử dụng là tiếng Việt theo nhóm Việt - Mường. Người Kinh sinh sống
trên khắp toàn thể nước Việt Nam và một số nước khác nhưng đông nhất vẫn
là các vùng đồng bằng và thành thị trong nước.
Nông nghiệp lúa nước đã được hình thành và phát triển ở người Việt từ
rất sớm. Trải qua nhiều thế hệ họ đã đúc kết được kinh nghiệm làm ruộng:
"Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống". Vì vậy hệ thống đê điều trong sản
xuất nơng nghiệp được quan tâm hàng đầu. Ngồi ra chăn nuôi gia súc, gia
cầm, thả cá... cũng rất phát triển. Ðặc biệt con trâu trở thành "đầu cơ nghiệp"
của nhà nơng. Người Việt nổi tiếng "có hoa tay" về nghề thủ công nghiệp,
phát triển bách nghệ trăm nghề mà nghề nào cũng đạt đến đỉnh cao của sự
khéo léo tài hoa. Chợ làng, chợ phiên, chợ huyện... rất sầm uất. Hiện nay, các
đô thị và các khu công nghiệp đang ngày càng phát triển trong tiến trình cơng
nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước.

Ðại bộ phận người Việt sinh sống thành từng làng, nhiều làng họp lại
thành một xã. Trong làng thường có nhiều xóm, có xóm lớn tương đương với
thôn, thôn được dùng ở miền Bắc và Trung còn miền Nam gọi là ấp. Trước
Cách mạng tháng Tám, mỗi làng có một tổ chức hành chính tự quản riêng khá
chặt chẽ. Những làng thủ cơng cịn có tổ chức phường hội của những người
cùng nghề nghiệp. Ðặc biệt, trong làng, sự phân chia dân nội tịch và dân