Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 04/01/2006 00:39 (GMT+7)

Cưỡng bức đột biến chứng tỏ sự tiến hóa

Jame Bardwell, Giáo sư sinh học phân tử, tế bào và phát triển của trường Đại học Michigan, cho biết loại vi khuẩn này đã sử dụng một công cụ mà chúng có và buộc nó phải hoạt động theo kiểu mà nó thông thường không hoạt động như vậy. Các nhà nghiên cứu đã đạt tới sự tiến hóa thông qua việc tạo ra một bước tiến lớn.

Bước tiến lớn này cũng trở thành một phương pháp tạo ra các bộ xương phân tử, còn được gọi là các liên kết disunphua, vốn là mối quan tâm đặc biệt đối với ngành công nghiệp công nghệ sinh. Các liên kết disunphua là thanh đỡ vững chắc trong các protein, giúp cho các protein gập thành các hình dáng ba chiều, có chức năng, riêng biệt.

Trong bài báo đăng trên Tạp chí Science, nhóm nghiên cứu chung giữa hai trường Đại học Michigan và Texas đã mô tả cách thức mà loại vi khuẩn đa năng này lại có khả năng phát triển một phương pháp hoàn toàn mới để tạo ra các liên kết disunphua. Đó là cách khởi động lại cơ vận động của nó và làm cho nó chuyển động về hướng có thức ăn trước khi bị chết vì đói.

George Georgious, Giáo sư hóa học và kỹ thuật y-sinh ở trường Đại học Texas, đã sử dụng một dòng vi khuẩn đột biến bị mất khả năng tạo các liên kết disunphua do Bardwell triển khai. Các disunphua này rất quan trọng đối với khả năng bơi của cơ vận động giống như chiếc chân vịt của loại vi khuẩn này, hình roi, để hoạt động. Sau đó để thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã đặt những con vi khuẩn không bơi được này vào một chiếc đĩa có thức ăn, ở đó, một khi chúng phải kiệt sức dể với tới thức ăn thì hoặc chúng buộc phải sửa đổi cơ vận động bị hỏng hoặc là chúng phải chết đói tại vị trí của chúng.

Vi khuẩn được sử dụng trong thí nghiệm bị buộc phải dùng một protein có tên là thioredoxin-đây là loại thông thường phá hủy các liên kết disunphua, thay vì tạo ra các liên kết này. Với một quy trình giống như chọn lọc tự nhiên, sinh viên tốt nghiệp trường Đại học Texas Lluis Masip đã thực hiện những biến đổi ngẫu nhiên trong thioredoxin giải mã ADN và sau đó cho hàng ngàn con vi khuẩn này vào thử nghiệm “bơi hay chết đói”. Anh ta muốn xem liệu có một phiên bản thioredoxin thay thế bị buộc tạo ra disunphua cho các protein khác trong con vi khuẩn.

Trước sự ngạc nhiên của các nhà nghiên cứu, một đột biến mang những thay đổi chỉ hai axit amin, chiếm chưa tới 2% tổng số các axit amin ở thioredoxin, đã khôi phục lại cơ vận động của vi khuẩn này. Thioredoxin được thay thế có khả năng thực hiện việc hình thành các liên kết disunphua ở vô số các protein khác của vi khuẩn hoàn toàn do tự thân nó mà không dựa vào bất cứ một thành phần nào của cách thức liên kết disunphua tự nhiên. Con vi khuẩn đột biến cố gắng giải quyết sự cố một cách kịp thời, thoát khỏi chết đói và nhân lên.

Nhóm của Bardwell nhận thấy những thay đổi hai axit amin ở thioredoxin gây ra một biến đổi lớn: chúng dẫn tới việc ràng buộc hai phân tử sắt và hai phân tử sunphua hình thành nên một phức hợp nối hai phân tử protein thioredoxin. Đám sắt-sunphua này rất cần thiết cho enzym mới để hình thành nên các disunphua. Các phức hợp sắt-sunphua diễn ra ở rất nhiều enzym, nhưng trước đó chưa từng có một phức hợp sắt-sunphua chức năng nào được thực hiện ở một protein dưới dạng một kết quả của sự phát triển trong phòng thí nghiệm.

Bardwell liên hệ cách thức hình thành liên kết disunphua mới với ngành kỹ thuật “Mọi người thường nói về thuật ngữ "Thiết kế Hỗ trợ Máy tính" (Computer Assisted Design-CAD), ở đó ta thử các mẫu vật trên một màn hình trước khi chế tạo chúng. Chúng tôi đặt vi khuẩn mà chúng tôi đang nghiên cứu vào một sự chọn lọc di truyền học mạnh, giống như những gì có thể xảy ra trong tiến hóa, và vi khuẩn này đã đáp ứng kịp bằng việc đưa ra một câu trả lời hoàn toàn mới cho vấn đề làm thế nào hình thành nên các liên kết disunphua. Tôi cho rằng, bây giờ chúng tôi có quyền nói tới thuật ngữ Thiết kế Hỗ trợ Di truyền (Gentic Assisted Design-GAD)”.

Ông nói thêm, các enzym xảy ra một cách tự nhiên gồm sự hình thành liên kết disunphua là một cách thức sinh học có những nét cơ bản tương tự giữa người và vi khuẩn. Hiểu được sự hình thành liên kết disunphua diễn ra như thế nào và chỉ ra được những cách mới để làm cho nó diễn ra sẽ rất quan trọng đối với nhiều căn bệnh, ví dụ như Alzheimer và viêm xơ u nang, là những căn bệnh do cuộn nếp protein bị khiếm khuyết.

Disuphua cũng rất thiết yếu đối với hoạt động của hầu hết các protein được tiêm vào người vì những mục đích y tế, ví dụ như insulin và TPA, chất làm tan các cục máu đông được tiêm vào những người bị mắc bệnh tim và đột quỵ.
Nguồn: vista

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng nhận danh hiệu Giáo sư danh dự Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga
Sáng 30/4/2026, tại Trường Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga (MPEI), TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã vinh dự đón nhận danh hiệu Giáo sư danh dự của MPEI. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng là công dân đầu tiên của Việt Nam được trao tặng danh hiệu Giáo sư tại MPEI, đứng trong bảng danh dự cùng với các nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới.
51 năm thống nhất đất nước: Khơi thông nguồn lực tri thức trong kỷ nguyên mới
Thông tấn xã Việt Nam giới thiệu bài phỏng vấn với Phó Giáo sư, Tiến sĩ Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) về vai trò của lực lượng trí thức và những giải pháp đột phá để hiện thực hóa khát vọng hùng cường vào năm 2030 và 2045.
Phát huy vai trò nòng cốt của trí thức KH&CN tỉnh Cà Mau
Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026 - 2031 tổ chức thành công thực sự đã mở ra một không gian mới để hội tụ sức mạnh, tâm huyết và trí tuệ của đội ngũ trí thức tỉnh nhà, định hình con đường kiến tạo và phát triển trong kỷ nguyên mới của đất nước.
Công bố Quyết định bổ nhiệm Giám đốc, Tổng biên tập Nhà xuất bản Tri thức
Ngày 28/4, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Công bố quyết định về công tác cán bộ. Tại hội nghị, TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã trao Quyết định bổ nhiệm bà Bùi Thị Thu Hằng, Phó Giám đốc phụ trách, Phó Tổng biên tập NXB Tri thức giữ chức vụ Giám đốc, Tổng biên tập NXB Tri thức.
Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tổ chức Hội nghị Ban Thường vụ - Ban Chấp hành tháng 4/2026
Ngày 28/4, tại Hà Nội, Đảng bộ Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (LHHVN) tổ chức Hội nghị Ban Thường vụ - Ban Chấp hành nhằm đánh giá kết quả công tác, đồng thời triển khai các nhiệm vụ trọng tâm, tạo chuyển biến mạnh mẽ trong công tác xây dựng Đảng và chuẩn bị cho Đại hội LHHVN nhiệm kỳ mới.
Nâng tầm sức mạnh văn hóa vùng Đất Tổ - Động lực quan trọng cho phát triển bền vững
Phát triển văn hóa và con người là nền tảng tinh thần, nguồn lực nội sinh, động lực cho phát triển nhanh bền vững. Quan điểm đó tiếp tục được khẳng định mạnh mẽ trong Nghị quyết số 80-NQ/TW của Bộ Chính trị. Nghị quyết nhấn mạnh văn hóa phải thấm sâu vào đời sống xã hội, gắn kết hài hòa với chính trị, kinh tế, môi trường, quốc phòng, an ninh, đối ngoại; thực sự trở thành sức mạnh mềm của quốc gia.
Chủ tịch Phan Xuân Dũng dự Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I
Ngày 23/4, Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031 đã thành công tốt đẹp. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng chúc mừng, đánh giá cao những nỗ lực rất lớn của Liên hiệp Hội tỉnh, đồng thời nhấn mạnh yêu cầu đẩy mạnh TVPB, ĐMST&CĐS, lan tỏa tri thức KH&CN, phục vụ trực tiếp đời sống người dân địa phương.