Một minh chứng hiện hữu cho việc sinh học tổng hợp đang trên đường đi tới các ứng dụng thực tiễn.
Sinh học tổng hợp từ lâu đã được biến đến như một thuật ngữ mang phép màu, bởi nó có thể khiến mọi sinh vật sống trên hành tinh này làm được những điều vượt ngoài giới hạn của chúng. Những phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực nghiên cứu này đã giúp chúng ta thay thế toàn bộ được hệ gen của vi khuẩn, dựng lại một hệ gen hoàn toàn từ con số không.
Nhưng cho đến gần đây, nghiên cứu sinh học tổng hợp vẫn đa phần được gọi là nghiên cứu viễn tưởng. Chưa có nhiều tiến bộ có thể ứng dụng ngay vào thực tiễn. Bây giờ, quan niệm này sẽ phải thay đổi sau khi các nhà nghiên cứu công bố một kỹ thuật ứng dụng sinh học tổng hợp, biến virus gây cúm trở lại thành một loại vắc-xin tuyệt đối an toàn.
Nghiên cứu được công bố bởi các nhà khoa học Trung Quốc trên tạp chí Science.
Virus có thể được biến trở lại thành vắc-xin cực kỳ an toàn, nhờ sử dụng axit amin nhân tạo
Trong một vài năm trở lại đây, các nhà nghiên cứu đã tích cực tìm ra cách ứng dụng được một số loại axit amin nhân tạo, bên ngoài danh sách 20 loại axit amin hiện có con người. Những loại axit amin nhân tạo sẽ cho phép protein sở hữu những tính chất sinh hóa chưa từng có. Mặc dù vậy, hầu hết nghiên cứu chưa được ứng dụng mà chỉ được đánh giá “có tiềm năng”.
Tuy nhiên mới đây, một nhóm các nhà khoa học của Đại học Bắc Kinh đã tạo ra được một điều khác biệt. Họ sử dụng các axit amin nhân tạo để “siêu hóa” một virus, biến nó trở thành một vắc-xin cúm. Đây sẽ là một minh chứng hiện hữu cho việc sinh học tổng hợp đang trên đường đi tới các ứng dụng thực tiễn.
Như chúng ta đã biết, hầu hết các loại vắc-xin mà con người sử dụng ngày nay chỉ chứa một hoặc một số protein của tác nhân lây nhiễm. Mục đích của nó là cho hệ miễn dịch nhận dạng được mầm bệnh mà không gặp rủi ro khi vắc-xin làm từ mầm bệnh thật.
Nhưng cơ chế này cũng khiến vắc-xin không phải lúc nào cũng hiệu quả, bởi hệ miễn dịch đối phó với các cá thể virus hoặc vi khuẩn đôi khi khác với protein riêng lẻ của chúng. Đối với các loại vắc-xin làm từ loại virus bị làm yếu hoặc vô hiệu hóa cũng có hạn chế. Sử dụng chúng đôi khi khiến những người có hệ miễn dịch yếu nhiễm ngay bệnh từ lúc tiêm vắc-xin.
Vậy làm thế nào mà các axit amin nhân tạo có thể giải quyết cả hai vấn đề này? Bây giờ, với việc sử dụng axit amin nhân tạo, các nhà khoa học có thể tạo ra một virus phụ thuộc vào chúng. Nghĩa là các virus này không thể sinh sản trong môi trường cơ thể người, khi thiếu các loại axit amin nhân tạo.
Mặt khác, hệ miễn dịch vẫn có thể nhận dạng và đào tạo cơ thể chống lại chúng . Nhưng bởi virus không nhân lên, chúng không đủ khả năng gây ra bất kỳ thiệt hại nào.
Hiện thực hóa ý tưởng, các nhà khoa học chọn lựa một loại axit amin hiện có và dùng một loại nhân tạo tương tự nó. Trên thực tế, axit amin nhân tạo này được lấy từ một loài vi khuẩn rồi truyền vào các tế bào virus.
Có tên Ne-2-azidoethyloxycarbonyl-L-lysine, nó có cấu trúc và tính chất tương tự so với các axit amin Lysine thông thường. Axit amin nhân tạo được lựa chọn có bộ ba cơ sở là UAG. Ở con người và hầu hết các sinh vật, khi gặp bộ ba UAG, các tế bào sẽ ngưng sản xuất thêm protein. Việc này đảm bảo rằng bất kỳ gen nào sử dụng các axit amin nhân tạo cũng sẽ không làm việc nếu thiếu chúng.
Các virus được biến đổi thành vắc-xin nhờ axit amin nhân tạo
Các nhà khoa học Trung Quốc đã sử dụng một virus cúm trong thử nghiệm. Một mã axit amin trên gen của nó đã được thay đổi thành UAG. Khi phiên bản virus "siêu hóa" được đặt trong tế bào bình thường của người, nó không nhân lên để tạo ra bất kể một loại virus gây bệnh nào.
Thử nghiệm trên chuột xác nhận độ an toàn tin cậy của loại vắc-xin từ virus "siêu hóa". Họ tiêm một lượng virus thường đến mức độ 50% cơ hội chúng sẽ chết vì nhiễm bệnh. Nhưng sử dụng một liều gấp tới 100.000 lần virus "siêu hóa" cũng không khiết bất kể một con chuột nào mắc bệnh.
Mặt khác, tất cả những con chuột này sau đó đều nhận diện được virus gây bệnh và sở hữu một cơ chế miễn dịch mạnh mẽ với chúng.
Trong một số phiên bản, loại vắc-xin mới được đánh giá là hiệu quả hơn cả vắc-xin truyền thống hiện tại. Nó đã tiếp tục được thử nghiệm thành công trên chồn sương, chuột lang. Nhóm nghiên cứu đang thực hiện các công đoạn tiếp theo trước khi đưa vắc-xin này vào thử nghiệm lâm sàng trên người.
Tham khảo Arstechnica
NỔI BẬT TRANG CHỦ
Sự thật từ nghiên cứu khoa học: Chơi trò chơi điện tử có ảnh hưởng bất ngờ đến chỉ số IQ của trẻ em!
Trò chơi điện tử từ lâu đã là chủ đề gây tranh cãi khi nhắc đến ảnh hưởng của chúng đối với trẻ em. Trong khi nhiều ý kiến chỉ trích việc chơi game có thể gây hại cho sự phát triển trí não, thì một nghiên cứu khoa học đã mang đến cái nhìn khác biệt, cho thấy mối liên hệ tích cực giữa việc chơi game và sự gia tăng trí thông minh ở trẻ nhỏ.
Trải nghiệm game trên Mac mini M4 Pro: Cậu bé tí hon bước ra biển lớn gaming
