Chất ức chế mới cho công nghệ quang di truyền

Ngày 28 tháng Tám 2014, tạp chí Nature Methods giới thiệu một công trình nghiên cứu về quang di truyền (optogenetics) của các nhà khoa học tại ĐH MIT, Mỹ. Đứng đầu nhóm nghiên cứu là GS. Ed Boyden và sinh viên cao học Amy Chuong (không biết có phải người Việt Nam không).

Boyden và các cộng sự đã khảo sát một tập hợp các chất archaeal halorhodopsins để tìm ra các phân tử dịch về phía đỏ so với các halorhodopsins điển hình và các phân tử này có khả năng biểu hiện trên tế bào thần kinh. Phân tử họ tìm ra xuất nguồn từ dòng Shark của vi khuẩn Halobacterium salinarum. Họ cũng chèn thêm hai đột biến để làm tăng dòng photo được cảm ứng bởi ánh sáng và thêm vào chuỗi vận chuyển để cải thiện khả năng biểu hiện trên tế bào thần kinh. Chất ức chế quang di truyền này được đặt tên là Jaws.

Jaws là một bơm ion chloride được kích hoạt bởi ánh sáng đỏ. Do ánh sáng đỏ có khả năng xuyên thấu cao, Jaws có thể được dùng để điều khiển các tế bào thần kinh ở các vùng sâu của não.

Ngoài ứng dụng cho nghiên cứu cơ bản, Jaws có nhiều tiềm năng trong trị liệu thị giác (visual therapeutics). Boyden et al. đã biểu hiện phân tử Jaws trên các tế bào thụ thể quang học hình nón (cone photoreceptors) ở mô hình chuột bị thoái hóa võng mạc (retinal degeneration). Các tế bào hình nón khỏe mạnh siêu phân cực khi đáp ứng với ánh sáng, và điều này có thể được bắt chước nhờ dòng ion chloride được cảm ứng bởi ánh sáng của Jaws.

Chất ức chế quang di truyền Jaws góp phần mở rộng những công cụ hữu ích trong ngành khoa học thần kinh để giúp các nhà khoa học có thể thao túng và giám sát các tế bào thần kinh.

Bài báo:

1. Noninvasive optical inhibition with a red-shifted microbial rhodopsin.
2. Optical inhibition in red.