Thứ Tư, 3 tháng 12, 2014

DNA tổn thương gây bệnh như thế nào?

Nghiên cứu mới từ Viện Khoa học Sức khỏe Môi trường Quốc gia Hoa Kỳ (National Institute of Environmental Health Sciences - NIEHS) đã lần đầu tiên xác định cách những phân tử bị phá hủy có thể chèn vào chuỗi DNA. Những phân tử này có thể góp phần gây ra một số bệnh như ung thư, đái tháo đường, tăng huyết áp, bệnh tim mạch và bệnh phổi do chúng gây ra sự chết tế bào.

Kết quả nghiên cứu của họ công bố trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu từ NIEHS mô tả cách họ sử dụng kỹ thuật chụp tinh thể tua nhanh thời gian (time-lapse crytallography) để chụp lại cảnh các phản ứng hóa sinh xảy ra trong tế bào.Với kỹ thuật này, các nhà nghiên cứu có thể quan sát cách DNApolymerase dệt nên chuỗi DNA từ các nucleotide.

Họ cũng chứng kiến cách các DNA bị tổn thương được chèn vào chuỗi, nó tạo ra một vết nứt mà cơ chế sửa sai DNA bình thường không thể sửa chữa.

TS. Samuel Wilson - nhà nghiên cứu cấp cao trong nhóm cho biết: "Vùng nucleotide tổn thương giống với đoạn bị thiếu trong đường tàu. Khi động cơ va vào nó thì đoàn tàu sẽ nhảy qua và toàn bộ toa tàu va chạm vào nhau."

TS. Wilson cho rằng tổn thương nucleotide gây ra bởi "stress oxi hóa". Điều này tạo ra các nguyên tử oxy tự do tương tự như việc phơi nhiễm với hóa chất, tia tử ngoại hay các yếu tố môi trường khác.

Nucleotide bị oxy hóa khi chúng nhận một nguyên tử oxy. Các nucleotide bị oxy hóa thường bị giữ chặt hơn nhưng nếu chúng bắt đầu trở nên nhiều hơn số nucleotide không tổn thường thì DNA polymerase sẽ thêm chúng vào chuỗi.

TS. Wilson giải thích:
"Khi một trong số các nucleotide bị oxy hóa được đặt vào trong chuỗi DNA, nó không thể bắt cặp với nucleotide đối diện như bình thường, điều này tạo ra một ô trống trong DNA. Trước nghiên cứu này, chưa ai quan sát được cách polymerase thực hiện điều này hay hiểu được sự liên quan này."

Nhóm nghiên cứu cũng đề nghị rằng các chất chống oxy hóa có thể làm giảm mức độ oxy hóa nucleotide, ngăn ngừa một số bệnh tiềm năng xảy ra.

[caption id="" align="aligncenter" width="573"] Sau khi DNA polymerase (màu xám) chèn một nucleotide bị tổn thương vào DNA, nucleotide bị tổn thương không thể liên kết với nucleotide đối diện. Kết quả là nucleotide bị tổn thương treo tự do trong DNA, ảnh hưởng đến chức năng sửa chữa hay gây ra việc gãy chuỗi đôi. Những bước này cuối cùng dẫn đến những căn bệnh nghiêm trọng ở người.
Nguồn: NIEHS[/caption]

Các nucleotide bị oxy hóa có thể hữu ích cho việc tiêu diệt tế bào ung thư?


Mặc dù sự phá vỡ trong chuỗi DNA gây ra bởi các nucleotide bị oxy hóa có thể thúc đẩy tiến triển bệnh do tiêu diệt tế bào nhưng các nhà nghiên cứu cũng đưa ra lợi ích tiềm năng có thể có trong việc kiểm soát quá trình tiêu diệt tế bào ung thư.

TS. Bret Freudenthal , người đứng đầu nghiên cứu giải thích rằng tế bào ung thư có xu hướng stress oxy hóa nhiều hơn tế bào bình thường:
"Tế bào ung thư tránh được chuyện này do sử dụng một enzym có thể loại bỏ nucleotide bị oxy hóa mà những cái khác sẽ bị chèn vào hệ gen bởi DNA polymerase. Nghiên cứu tiến hành bởi nhóm khác xác định rằng khi ức chế enzym này thì có thể tiêu diệt tế bào ung thư một cách ưu tiên."

Nghiên cứu khác gần đây cũng khảo sát cách tế bào sao chép nhiễm sắc thể khi chúng phân chia. Quá trình sao chép này là một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu ung thư vì nó cho rằng khi sai sót xảy ra trong quá trình sao chép nhiễm sắc thể thì tế bào trở nên bất thường và gây ra ung thư.

Geekymedicine dịch - David McNamee (MNT)

Share:

0 nhận xét:

Đăng nhận xét