Đột phá trong việc sử dụng CRISPR-Cas9 để nhắm mục tiêu các tế bào mỡ

Chất béo - nó rất quan trọng cho sự sống nhưng quá nhiều có thể dẫn đến một loạt các vấn đề sức khỏe. Việc nghiên cứu cách thức hoạt động của chất béo, hoặc mô mỡ trong cơ thể là rất quan trọng để hiểu được bệnh béo phì và các vấn đề khác, tuy nhiên sự khác biệt về cấu trúc trong các tế bào mỡ và sự phân bố của chúng khắp cơ thể khiến việc làm đó trở nên khó khăn.

Steven Romanelli, Tiến sĩ, cựu thành viên phòng thí nghiệm của Ormand MacDougald, Ph. .D., Tại Khoa Sinh lý học Phân tử & Tích hợp.

Trong một bài báo mới được công bố trên Tạp chí Hóa học Sinh học , Romanelli, MacDougald và các đồng nghiệp của họ đã mô tả một bước đột phá khi sử dụng CRISPR-Cas9, một công cụ đã biến đổi nghiên cứu sinh học phân tử, nhưng việc sử dụng chúng trong nghiên cứu mô mỡ vẫn còn nhiều khó hiểu.

Romanelli cho biết: “Thách thức lớn nhất về nghiên cứu mỡ cho đến nay là nếu bạn muốn nghiên cứu chức năng của gen, bạn phải dành một lượng lớn thời gian, nguồn lực và tiền bạc để phát triển một con chuột chuyển gen”.

Cách truyền thống để phát triển các mô hình chuột bao gồm việc lai tạo những con chuột với một đột biến mong muốn để xóa hoặc đưa vào một số gen quan tâm, mà Romanelli cho biết có thể mất hơn một năm và hàng chục nghìn đô la.

CRISPR-Cas9 đã cách mạng hóa quy trình này. Đó là một kỹ thuật chỉnh sửa gen bao gồm một loại enzyme có tên là Cas9 có thể phá vỡ các chuỗi DNA và một đoạn RNA dẫn đường cho enzyme Cas9 đến một vị trí cụ thể trong bộ gen để chỉnh sửa. Công cụ này được đóng gói thành một loại virus không gây hại để phân phối đến các tế bào đang được nghiên cứu. Công cụ này đã được sử dụng thành công để nghiên cứu tim, gan, tế bào thần kinh và tế bào da để đặt tên cho một số, nhưng chưa bao giờ là một loại tế bào mỡ nhất định được gọi là chất béo nâu.

Bằng cách sử dụng kỹ thuật này, nhóm nghiên cứu đã có thể nhắm mục tiêu thành công chất béo nâu, một mô mỡ chuyên biệt được sử dụng để tạo nhiệt và bảo vệ thân nhiệt cốt lõi.

"Những gì chúng tôi có thể làm là thực hiện toàn bộ quá trình đó và chắt lọc nó từ hai tuần đến một tháng để tạo ra một con chuột chuyển gen, giảm chi phí xuống dưới 2.000 đô la. Nó không chỉ giảm thời gian và chi phí mà còn dân chủ hóa Romanelli cho biết nghiên cứu để bất kỳ phòng thí nghiệm nào quen thuộc với các kỹ thuật sinh học phân tử có thể áp dụng phương pháp này và tự thực hiện.

Họ cũng có thể sử dụng phương pháp này để xóa nhiều gen đồng thời, một thực tế có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về các con đường phân tử quan trọng.

Bằng cách sử dụng các thành phần CRISPR-Cas9 của virus liên quan đến adeno, họ có thể loại bỏ gen UCP1 xác định mỡ nâu và cho phép nó tạo ra nhiệt ở chuột trưởng thành. Họ quan sát thấy rằng những con chuột bị loại trực tiếp có thể thích nghi với việc mất gen và duy trì nhiệt độ cơ thể của chúng trong điều kiện lạnh, gợi ý về các con đường khác liên quan đến cân bằng nội môi nhiệt độ.

Romanelli cho biết những kết quả ban đầu này chỉ là khám phá, nhưng kỹ thuật này thể hiện một bước tiến quan trọng trong việc nghiên cứu chất béo.

Nguồn  ĐH Y Michigan - Đại học Michigan