Tóm tắt: Lão hóa, các rối thoái hóa thần kinh và các bệnh liên quan tới biến dưỡng đều liên quan tới ty thể, một cấu trúc nằm bên trong tế bào với chức năng sản sinh hóa năng tự duy trì DNA của riêng nó. Qua một phát hiện căn bản đã đem lại ý nghĩa to lớn, ngày nay các nhà khoa học có thể chỉ ra cách tế bào kiểm soát ti thể tổng hợp và bắt cặp DNA khi ti thể phân chia.
Công trình được công bố vào ngày 15/07/2016 trên tạp chí Science.
“Công trình này có ý nghĩa sâu sắc đối với các bệnh trên người”, trích lời của giáo sư Jodi Nunnari, người đứng đầu của ngành Sinh học phân tử và tế bào tại đại học UC Davis, đồng thời cũng là tác giả chính của nghiên cứu.
Ty thể giữ lại DNA của chính mình từ xa xưa, khi còn ở dạng vi khuẩn chúng đã vào trong tế bào loài khác và tồn tại trong đó. Tất cả các tế bào nhân thật bao gồm động vật, thực vật, nấm đều mang ty thể, giúp các sinh vật này có thể thu năng lượng qua hô hấp.
Trong tế bào người, ty thể có dạng thon dài, hệ thống ống ngoằn nghèo, có hàng trăm đến hàng nghìn các bản sao của nhiễm sắc thể đơn bên trong, nó được gói trong một cấu trúc gọi là nucleoid. Trong khi DNA của tế bào có nguồn gốc từ cả bố mẹ, thì DNA của ty thể chỉ từ mẹ.
Theo Nunnari phát biểu, sự phân chia DNA của tế bào được kiểm soát rất chặt chẽ, việc tổng hợp và phân chia DNA của ty thể thì kiểm soát lỏng lẻo hơn nhiều.
Tế bào quyết định các bản sao của DNA ty thể sẽ ở đâu? Cách tổ chức phân chia của chúng như thế nào?
Mấu chốt là các điểm tiếp xúc
Nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Samantha Lewis, với sinh viên Lauren Uchiyama, đã sử dụng kính hiển với thuốc nhuộm huỳnh quang trên ty thể, nhiễm sắc thể của chúng và lưới nội chất, một mạng lưới trải rộng khắp tế bào.
Họ phát hiện rằng việc phân chia nhiễm sắc thể của ty thể diễn ra tại nơi tiếp xúc của lưới nội chất với mặt ngoài ty thể. Các nơi tiếp xúc đó cũng là điểm mà ty thể tách ra thành hai ty thể mới, quá trình đòi hỏi sự có mặt của một loại protein Lasso bao quanh bào quan này và ép chặt vào đến khi nó phân tách.
Nunari phát biểu “lưới nội chất tiến đến để tiếp xúc với ty thể, nơi mà chúng tiếp xúc cũng chính là nơi phân chia”.
Sự tiếp xúc của hai bào quan này “cho phép” DNA ti thể sao chép và phân chia, theo Nunari. Sự phân chia DNA của ty thể lần lượt theo không gian cùng với việc phân chia của chính ty thể và để phân phối DNA con xung quanh tế bào.
“Có hàng trăm điểm tiếp xúc khắp tế bào để xác định nơi phân chia và phân bố của ty thể, nhưng sự phân chia ưu tiên xảy ra ở những nơi DNA của ty thể đã được sao chép. Điều này chứng tỏ có tính trật tự cao trong việc phân chia chứ không phải một cách đơn giản ngẫu nhiên.” Theo Nunari.
Phát hiện này có ý nghĩa lớn cho sự hiểu biết về chức năng tế bào, lão hóa và hàng loạt các bệnh. Nunnari lưu ý rằng nó xuất phát hoàn toàn từ nghiên cứu cơ bản.
Bà còn phát biểu: “Chúng tôi không tiến hành nghiên cứu này trên bất kỳ bệnh cụ thể nào, đây là phát hiện dựa trên thử nghiệm. Nhưng nó sẽ có một ảnh hưởng lớn đến các nghiên cứu về bệnh trên người.”
Nghiên cứu được tài trợ bởi National Institute of General Medical Sciences, nằm trong National Institutes of Health.
Hình minh họa: Ty thể có vai trò thiết yếu đối với sức khỏe của tế bào và có DNA riêng. Nghiên cứu gần đây của Đại học UC Davis đã chỉ ra rằng DNA của ty thể (xanh dương) được tìm thấy tại điểm tiếp xúc giữa ty thể (xanh lục) và một mạng lưới các ống được gọi là lưới nội chất (đỏ). Điều này cho thấy cách kiểm soát sự phân chia và phân ly của ty thể.
LÊ VĂN TRÌNH – LÊ PHẠM TIẾN TRIỀU dịch
Theo ScienceDaily.com
Địa chỉ email: lvtrinh@hcmus.edu.vn lpttrieu@gmail.com
