Quá trình protein Argonaute đạt được khả năng ức chế gen mục tiêu. Ảnh: Đơn vị Nghiên cứu RNA, Viện Khoa học cơ bản

Bài viết từ Kim Seon Ah

Các nhà khoa học Hàn Quốc đã đạt một bước tiến mới mở đường cho việc phát triển các liệu pháp RNA có hiệu quả và độ an toàn cao hơn trong việc điều hòa chính xác biểu hiện gen.

Ngày 11/6, Bộ Khoa học, Công nghệ Thông tin và Truyền thông Hàn Quốc cho biết nhóm nghiên cứu chung do Giám đốc Kim Bit-nae-ri của Đơn vị Nghiên cứu RNA thuộc Viện Khoa học cơ bản (IBS) và Giáo sư Noh Seong-hoon của Khoa Sinh học, Đại học Quốc gia Seoul dẫn đầu đã lần đầu tiên trên thế giới làm sáng tỏ cơ chế hoạt hóa của protein Argonaute, loại protein có vai trò điều hòa biểu hiện gen.

Argonaute là loại protein liên kết với vi RNA (miRNA) để phân hủy RNA thông tin đích (mRNA). Tuy nhiên, quá trình miRNA liên kết với Argonaute và giúp protein này có được chức năng sinh học vẫn chưa được làm sáng tỏ, từ lâu được xem là một hạn chế trong phát triển các liệu pháp RNA.

Nhóm nghiên cứu đã lần đầu tiên trên thế giới phân lập và tinh chế được phức hợp Argonaute gắn với protein chaperone, sau đó phân tích cấu trúc của nó bằng kính hiển vi điện tử lạnh sâu (Cryo-EM). Kết quả cho thấy protein chaperone duy trì Argonaute ở trạng thái mở để hỗ trợ liên kết với miRNA. Sau khi quá trình liên kết hoàn tất, protein chaperone tách ra, giúp Argonaute chuyển sang cấu trúc hoạt hóa.

Nhóm nghiên cứu cũng xác nhận thông qua thí nghiệm trong ống nghiệm rằng phức hợp Argonaute hoàn chỉnh có khả năng cắt chính xác mRNA mục tiêu. Đặc biệt, họ đã làm sáng tỏ cơ chế giúp Argonaute hoạt động ổn định chỉ khi có mặt miRNA dạng sợi kép.

Nhóm nghiên cứu cho biết họ đã xác định được rằng các đặc tính hóa học của RNA, cấu trúc xoắn kép và chiều dài từ 20–24 nucleotide đóng vai trò quan trọng trong quá trình liên kết với Argonaute. Nghiên cứu cũng làm rõ ảnh hưởng của các gốc biến đổi hóa học trong thuốc điều trị siRNA đối với quá trình hình thành phức hợp này.

Thành tựu này được kỳ vọng sẽ góp phần thúc đẩy phát triển các liệu pháp RNA nhằm điều trị các bệnh khó chữa như Alzheimer và các bệnh rối loạn chuyển hóa.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế Nature vào ngày 11/6.

sofiakim218@korea.kr