Sử dụng hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR/Cas phiên bản sửa đổi để hiểu rõ hơn về sự tiến hóa của vi rút khổng lồ

Một nhóm các nhà vi rút học tại Đại học Aix-Marseille đã tìm thấy bằng chứng cho thấy vi rút khổng lồ Pandoravirus neocaledonia đã tiến hóa từ những vi rút nhỏ hơn và đơn giản hơn. Trong nghiên cứu của họ, được công bố trên tạp chí Nature Communications, nhóm nghiên cứu đã sử dụng hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 phiên bản sửa đổi để tìm hiểu thêm về lịch sử tiến hóa của vi rút khổng lồ.

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, hầu hết các loại vi rút đều nhỏ hơn nhiều so với vi khuẩn. Nhưng một vi rút lại có kích cỡ rất lớn đến mức các nhà sinh vật học gọi chúng là vi rút khổng lồ. Khá bối rối trước sự tồn tại của chúng, các nhà sinh vật học tiến hóa từ lâu đã tranh luận về việc bằng cách nào mà những loại vi rút lạ kỳ này có thể tồn tại được.

Hiện tại, có hai giả thuyết chính: Thứ nhất là chúng tiến hóa như một hỗn hợp của một số loại virus nhỏ hơn. Thứ hai là chúng tiến hóa từ những sinh vật lớn hơn, phức tạp hơn. Trong nỗ lực mới này, nhóm nghiên cứu ở Pháp đã áp dụng một cách tiếp cận mới để giải quyết bí ẩn này bằng cách sử dụng CRISPR/Cas9 để xác định gen thiết yếu trong bộ gen của vi-rút (những gen cần thiết để tái tạo).

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng phương pháp tốt để khám phá các gen thiết yếu là loại bỏ từng gen một cho đến khi thực thể đó không còn khả năng tái tạo và CRISPR/Cas9 cho phép loại bỏ bất kỳ gen nào mong muốn. Nhưng đối với Pandoravirus neocaledonia lại là vấn đề lớn bởi nó có tới 25 bản sao của mỗi nhiễm sắc thể và CRISPR/Cas9 chỉ có thể loại bỏ một gen tại một thời điểm. Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã sửa đổi hệ thống chỉnh sửa gen này để có thể tạo ra phản ứng dây chuyền (bất cứ khi nào một gen bất kỳ bị cắt, vết cắt khác sẽ được thực hiện dọc theo chuỗi cho đến khi loại bỏ được hết tất cả các bản sao).

Sau khi tiến hành chỉnh sửa gen theo phản ứng dây chuyền trên Pandoravirus neocaledonia cho đến khi vi rút không còn khả năng tái tạo nữa, họ phát hiện ra rằng các gen cần thiết cho quá trình tái tạo chỉ nằm ở một đầu của bộ gen, hơi khác biệt so với các gen khác, ít thiết yếu hơn. Nhóm nghiên cứu gợi ý rằng vi rút đã tiến hóa từ một số vi-rút nhỏ hơn và họ nghĩ rất có khả năng các loại vi rút khổng lồ khác cũng đã tiến hóa theo những cách tương tự.