Bộ gen nhân tạo nhỏ nhất có thể giúp giải mã bí ẩn về sự sống

Các nhà khoa học Mỹ mới đây đã tạo ra bộ gen có thể phát triển độc lập nhỏ nhất trong tự nhiên với lượng gen chỉ vừa đủ để một cơ quan hoạt động và tự sinh sản.

Thành công này sẽ giúp giải mã các bí ẩn về cách sự sống được tạo ra.

Bộ gen nhân tạo của vi khuẩn, JCVI-syn3.0, được tạo ra trong phòng thí nghiệm với chỉ 473 gen, vô cùng nhỏ bé và đơn giản so với bộ gen 20.000 gen của con người.

Để tạo ra bộ gen này, các nhà khoa học đã sử dụng quy trình thiết kế-xây dựng-kiểm nghiệm để xác định các gen không cần thiết cho sự sống và loại bỏ để chỉ giữ lại những gen không thể không có.

Bằng cách liên tục thêm bớt để xác định mức độ thiết yếu của các gen, các nhà khoa học đã thu được bộ gen nhỏ nhất với số lượng gen không thể thay đổi.

Trưởng nhóm nghiên cứu, ​tiến s​ỹ Craig Venter khẳng định cách duy nhất trả lời cho những câu hỏi cơ bản về sự sống phải tìm kiếm từ những bộ gen nhỏ bé do đó điều cần làm là cố tạo ra một bộ gen cơ bản.

Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science (Khoa học) ngày 24/3, công việc nghiên cứu hiện đang tập trung xác định chức năng sinh học của từng gen trong bộ gen siêu nhỏ này.

Cho đến nay, vẫn còn 149 gen, tức 1/3 tổng số gen, chưa thể xác định chức năng sinh học. Trong số các gen đã xác định chức năng, không có các gen sửa đổi và hạn chế thông tin di truyền cũng như hầu hết các loại gen mã hóa lipoprotein.

Tuy nhiên, hầu hết các gen về đọc và biểu hiện thông tin di truyền đều có mặt trong bộ gen này cùng những gen bảo tồn các thông tin di truyền qua các thế hệ.

Giới khoa học nhận định việc tìm hiểu chức năng của tất cả các gen hứa hẹn mang đến những hiểu biết sâu sắc mới về khía cạnh sinh vật học cơ bản của sự sống.

Một phát hiện đáng chú ý của nghiên cứu này là một số gen ban đầu được xác định không cần thiết thực tế lại thuộc một cặp gen có chung chức năng buộc phải có mặt cả hai trong bộ gen.

Trong khi đó, một số gen có chung nguồn gốc nhưng có chức năng khác nhau cũng đã được tìm thấy trong các cơ quan khác.

Điều này đặt ra một giả thuyết chúng mã hóa các protein chung với các chức năng mà hiện nay vẫn chưa được xác định.

Nhóm nghiên cứu này năm 2010 đã khiến cả thế giới ngạc nhiên khi tạo ra tế bào sống đầu tiên trong lịch sử loài người tại phòng thí nghiệm.