Công cụ CRISPR mới sửa các đột biến bằng cách sao chép gen giữa các nhiễm sắc thể

Các nhà nghiên cứu tại Đại học California San Diego (UCSD)-Hoa Kỳ đã chứng minh một biến thể mới trên hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR, liên quan đến việc sửa một đột biến trên nhiễm sắc thể bằng cách sao chép một phiên bản khỏe mạnh từ nhiễm sắc thể kia.

Trong nhiều rối loạn di truyền, đột biến khiếm khuyết chỉ xảy ra trên một nhiễm sắc thể, trong khi nhiễm sắc thể kia chứa một phiên bản chức năng của cùng một gen đó. Công cụ CRISPR mới sửa chữa đột biến ở một nhiễm sắc thể bằng cách sao chép gen khỏe mạnh từ gen kia, một quá trình mà nhóm nghiên cứu gọi là sửa chữa theo khuôn mẫu nhiễm sắc thể tương đồng (HTR).

Để chứng minh phương pháp này hoạt động, nhóm tác giả đã biến đổi gen ruồi giấm với một đột biến rõ ràng về mặt thị giác - mắt trắng tinh, sẽ tạo thành các mảng màu đỏ nếu chỉnh sửa gen hoạt động. Và chắc chắn, sắc tố đỏ đã quay trở lại ở nhiều loài côn trùng.

Họ nhận thấy rằng HTR có thể được thực hiện hiệu quả hơn nữa nếu nó được kết hợp với một CRISPR đổi mới gần đây khác được gọi là “enzyme gây đứt-nickases”. Enzyme Cas9 thông thường sẽ cắt cả hai sợi DNA, loại enzyme này có tỷ lệ thành công thấp hơn và có thể gây ra lỗi. Nhưng enzyme gây đứt chỉ cắt một sợi DNA, cho phép chỉnh sửa được thực hiện chính xác và an toàn hơn.

Trong thử nghiệm trên ruồi giấm, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng CRISPR-Cas9 có tỷ lệ sửa chữa thành công chỉ từ 20-30%, thường chỉ trả lại các mảng nhỏ màu đỏ cho mắt của côn trùng trong khi cũng thường xuyên tạo ra các đột biến ngoài mục tiêu. Mặt khác, enzyme gây đứt đã sửa chữa 50-70% các gen được nhắm mục tiêu, khôi phục màu mắt gần như trở lại bình thường với ít đột biến ngoài ý muốn hơn nhiều. Các nhà khoa học nói rằng kỹ thuật mới cuối cùng có thể được áp dụng cho những tế bào của con người, nhưng trước tiên vẫn cần phải hoàn thành nhiều công việc hơn nữa.

Tác giả Annabel Guichard cho biết: “Chúng tôi vẫn chưa biết quá trình này sẽ dịch sang tế bào người như thế nào và liệu có thể áp dụng nó cho bất kỳ gen nào hay không.  Một số điều chỉnh có thể cần thiết để có được HTR hiệu quả đối với các đột biến gây bệnh do nhiễm sắc thể của người mang theo".