Hình ảnh phiên mã DNA được chụp rõ nét hơn bao giờ hết

Phiên mã (transcription) và giải mã (translation) là hai trong các quá trình then chốt của hoạt động tế bào. Các nhà khoa học đã và đang nghiên cứu tỉ mỉ về cách thức các quá trình này xảy ra, nhưng một nghiên cứu gần đây được đăng trên tạp chí Nature, số ra tháng 5.2016, cho thấy những hình ảnh rõ nét nhất từ trước đến giờ về tiến trình phiên mã.

Công trình này là sự hợp tác giữa Đại Học Tiểu Bang Georgia, Đại Học California Berkeley (UC Berkeley), và Đại Học Northwestern nhằm quan sát những sự thay đổi hình thể theo chuỗi của phức hợp tiền khởi đầu (pre-initation complex PIC) bằng kính hiển vi cryo-electron công nghệ cao [high-tech cryo-electron microscopy (cryo-EM)]. Công nghệ này cho phép quan sát các mẫu ở nhiệt độ dưới điểm đông của nước.

PIC là một phức hợp nhiều protein có nhiệm vụ hỗ trợ sự đặt chính xác (proper placement) của enzyme RNA Polymerase vào chuỗi xoắn kép DNA, ngay trước khi phiên mã bắt đầu. Các hình ảnh cryo-EM thu được từ công trình này cho chúng ta cái nhìn sâu mà trước nay chúng ta chưa hề thu được về cấu trúc của PIC cũng như tổ chức dưới đơn vị của yếu tố phiên mã (transcription factor) TFIIH. Yếu tố TFIIH đóng vai trò quan trọng trong việc mở vùng khởi đầu phiên mã (promoter) của chuỗi xoắn kép DNA cho RNA Polymerase bắt đầu phiên mã. 

Từ các hình ảnh cryo-EM này, các nhà khoa học xây dựng nên mô hình nguyên tử của PIC bằng các kỹ thuật mô phỏng phân tử tương tác (integrative molecular modeling techniques) và công nghệ siêu tính toán (supercomputing technolog). 

Công trình này đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển hiện đại của di truyền học. Đặc biệt, việc hiểu sâu hơn về bong bóng phiên mã (transcription buble) hứa hẹn sẽ giúp các nhà khoa học nghiên cứu các đột biến và các bệnh di truyền.

Huy Vũ

Tài liệu tham khảo:

1. Kara Marker. DNA Transcription Images Captured Like Never Before. Labroots. May 12, 2016