Khám phá mới về sửa chữa ADN

Nghiên cứu mới tại Đại học Y ở Florida - Hoa Kỳ đã làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về cách thức hoạt động của quá trình sửa chữa ADN ở cơ thể và có thể mang đến những phương pháp điều trị hóa trị mới cho bệnh ung thư và các chứng rối loạn khác.

Thực tế là ADN có thể được sửa chữa sau khi nó bị hư hỏng, đây là một trong những bí ẩn lớn của khoa học y học, nhưng các con đường liên quan đến quá trình sửa chữa khác nhau trong các giai đoạn khác nhau của vòng đời tế bào. Một trong những con đường sửa chữa được gọi là sửa chữa cắt bỏ cơ sở (BER), vật liệu bị hư hỏng được loại bỏ, và sự kết hợp của các protein và enzym làm việc cùng nhau để tạo ra ADN để lấp đầy và sau đó bịt kín các khoảng trống.

Sửa chữa cắt bỏ cơ sở là một cơ chế tế bào, được nghiên cứu trong các lĩnh vực sinh hóa và di truyền học, giúp sửa chữa ADN bị hư hỏng trong suốt chu kỳ tế bào. Nó chịu trách nhiệm chính cho việc loại bỏ các tổn thương cơ sở nhỏ, không biến dạng khỏi bộ gen.

Dẫn đầu nghiên cứu, Giáo sư Zucai Suo cùng nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng BER có một cơ chế tích hợp để tăng hiệu quả của nó; nó chỉ cần được nắm bắt tại một điểm rất chính xác trong vòng đời của tế bào. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.

Trong BER có một loại enzyme gọi là polymerase beta (PolyB) thực hiện hai chức năng: Tạo ra ADN và bắt đầu phản ứng để dọn dẹp "rác hóa học" còn sót lại. Qua 5 năm nghiên cứu, bằng cách cho PolyB liên kết chéo tự nhiên với ADN, enzyme sẽ tạo ra vật liệu di truyền mới với tốc độ nhanh hơn 17 lần so với khi cả hai không liên kết chéo. Điều này cho thấy rằng hai chức năng của PolyB được lồng vào nhau, không độc lập, trong quá trình BER. Nghiên cứu cải thiện sự hiểu biết về tính ổn định của hệ gen tế bào, hiệu quả của thuốc và khả năng kháng thuốc liên quan đến hóa trị.

Giáo sư Zucai Suo nói: “Tế bào ung thư tái tạo với tốc độ cao và ADN của chúng phải chịu rất nhiều tổn thương. Khi bác sĩ sử dụng một số loại thuốc để tấn công ADN của tế bào ung thư, tế bào ung thư phải đối phó với tổn thương ADN bổ sung. Nếu tế bào ung thư không thể nhanh chóng sửa chữa tổn thương ADN, chúng sẽ chết. Nếu không, tế bào ung thư sẽ tồn tại và xuất hiện tình trạng kháng thuốc”. Nghiên cứu này đã kiểm tra PolyB và ADN liên kết chéo tự nhiên, không giống như nghiên cứu trước đây bắt chước quá trình này. Trước nghiên cứu này, các nhà khoa học đã xác định được các enzym liên quan đến BER nhưng không hiểu đầy đủ về cách chúng hoạt động cùng nhau.

Giáo sư Thomas Spratt đến từ Đại học Y Penn State cho biết: “Khi chúng ta có các lỗ hổng trong ADN, có thể làm đứt gãy sợi kép trong ADN. Nghiên cứu về BER đã cung cấp những điều mà chúng tôi không hiểu trước đây, và tác giả nghiên cứu Giáo sư Zucai Suo đã sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để tìm được những phát hiện mới trong nghiên cứu”. Ngoài việc tiết lộ chức năng của PolyB, nhóm nghiên cứu đã đề xuất con đường BER đã được sửa đổi và đang thử nghiệm con đường này trong tế bào người.