5 xu hướng công nghệ sinh học nổi bật nhất năm 2017
Đôi khi, các công trình quá khó hiểu để trở thành đề tài cho độc giả phổ thông.
ResearchGate là mạng xã hội lớn nhất dành cho các nhà khoa học trên thế giới. Trong một danh sách tổng kết của năm 2017, họ đã đưa ra 5 xu hướng công nghệ sinh học được quan tâm nhất, là nơi các nhà khoa học đặt sự chú ý của họ.
Trong khi độc giả phổ thông thường đọc về khoa học trên các trang web tin tức, các nhà khoa học làm điều đó trên ResearchGate. Liệu bạn có tò mò muốn biết mối quan tâm của họ khác gì so với mình?
Đa phần, các khám phá khoa học đột phá sẽ hấp dẫn được cả công chúng lẫn các nhà nghiên cứu. Nhưng đôi khi, các công trình quá khó hiểu để trở thành đề tài cho độc giả phổ thông. Dẫu vậy, hãy xem năm nay các nhà khoa học đã quan tâm gì nhất trong lĩnh vực công nghệ sinh học:
5. Điện sinh học
Số lượt đọc tăng 35,97% so với năm 2016.
Trong mỗi tế bào của muôn loài hiện tại đều có dòng điện: các ion âm và dương ở mỗi bên màng tế bào tạo ra một hiệu điện thế. Các tế bào sử dụng hiệu điện thế sinh học này để hỗ trợ hoặc kiểm soát các quá trình trao đổi chất.
Năm 2017, chúng ta mới biết được rằng các tín hiệu điện tế bào có thể giúp ếch, và một ngày nào đó là con người, chống lại nhiễm trùng. Tiến sĩ Michael Levin và các đồng nghiệp tại Đại học Tufts đã sử dụng kênh ion và chất dẫn truyền thần kinh được chấp nhận cho con người giúp tế bào có thêm phản ứng miễn dịch bẩm sinh, tăng hiệu suất chống lại nhiễm trùng và thương tích.
Nghiên cứu đáng chú ý: Các vi khuẩn “nói chuyện” với nhau bằng dòng điện.
4. Y học tái tạo
Số lượt đọc tăng 40,70% so với năm 2016.
Sửa chữa các bộ phận hỏng hóc của cơ thể là mục tiêu cuối cùng của y học tái tạo. Các nhà khoa học trong lĩnh vực này đang sử dụng các liệu pháp tế bào gốc, kỹ thuật mô và các cơ quan nhân tạo để hồi phục, sửa chữa hoặc thay thế các cơ quan hoặc mô bị hỏng.
Vào tháng 11 năm nay, các nhà khoa học đã công bố một nghiên cứu đột phá. Lần đầu tiên trong lịch sử, một cậu bé 7 tuổi người Đức được thay thế 80% da trên cơ thể bằng da nhân tạo để điều trị rối loạn di truyền bẩm sinh gây bệnh ly thượng bì bóng nước (epidermolysis bullosa –EB).
Bệnh EB khiến da của cậu bé đặc biệt nhạy cảm, phồng rộp dẫn đến nhiễm trùng de dọa tính mạng. Trong vòng 2 tháng, các bác sĩ đã cắt một lớp biểu bì lành của cậu, chỉnh sửa gen để xóa bỏ bệnh EB rồi nuôi các miếng da mới để ghép trở lại cơ thể cậu.
Ca trị liệu không chỉ cứu sống tính mạng cậu bé, nó còn chứng minh tiềm năng của y học tái tạo sử dụng tế bào gốc biến đổi di truyền.
Nghiên cứu đáng chú ý: Giúp nòng nọc mọc mắt trên đuôi.
3. Liệu pháp miễn dịch điều trị ung thư
Số lượt đọc tăng 67,56% so với năm 2016.
Theo một báo cáo của Reuters, chúng ta đang có hơn 2.000 loại thuốc trị liệu miễn dịch đang được nghiên cứu để điều trị ung thư. Những loại thuốc này đào tạo hệ thống miễn dịch của con người nhận diện tế bào ung thư và tiêu diệt chúng.
Một bước đột phá lớn của lĩnh vực nghiên cứu này trong năm 2017, là sự kiện Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt phương pháp điều trị CAR-T Kymriah phát triển bởi Novartis. Hiện tại, liệu pháp Kymriah của Novartis được FDA chấp thuận sử dụng cho những bệnh nhân dưới 25 tuổi, mắc ung thư máu bạch cầu cấp tính (ALL) không đáp ứng với hóa xạ trị, hoặc những người bệnh mắc ung thư tái phát.
Nghiên cứu đáng chú ý: Vắc-xin chống ung thư được thử nghiệm lâm sàng lần đầu tiên.
2. Công cụ chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9
Số lượt đọc tăng 68,03% so với năm 2016.
CRISPR/Cas9 tiếp tục chiếm được sự quan tâm của các nhà khoa học và công chúng trong năm 2017. Công nghệ chỉnh sửa gen này bắt chước cách mà vi khuẩn tự bảo vệ chúng khỏi virus. Các nhà khoa học sử dụng một RNA tổng hợp để tìm ra đoạn gen mục tiêu, và dùng protein Cas9 để cắt rời đoạn gen đó, cho phép thực hiện thao tác chèn và chỉnh sửa DNA. Sự thay đổi trong gen chỉnh sửa sẽ được di truyền sang thế hệ sau.
Bước nhảy vọt lớn nhất của công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 trong năm nay, có lẽ thuộc về các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts, khi họ đã tìm ra cách sửa RNA bằng CRISPR. RNA mã hóa thông tin mà tế bào sử dụng để hoạt động, nhưng không mã hóa thông tin di truyền. Công nghệ chỉnh sửa gen mới này được gọi là CRISPR/Cas13, có thể là nền tảng cho các liệu pháp gen mà không cần chỉnh sửa gen di truyền, phòng di truyền các lỗi cho thế hệ sau.
Nghiên cứu đáng chú ý: Sử dụng CRISPR để tạo ra một ảnh gif trên DNA của vi khuẩn.
1. Sắp xếp trình tự RNA đơn bào
Số lượt đọc tăng 99.78% so với năm 2016.
Giống như những bông tuyết, không có hai tế bào nào giống hệt nhau. Sắp xếp được trình tự bộ gen của từng tế bào đơn lẻ cho thấy các tế bào đã tạo ra gen khác nhau như thế nào. Tiến xa thêm một bước nữa là sắp xếp trình tự RNA đơn bào (scRNA-seq), khi các nhà khoa học nhìn vào RNA, bản hướng dẫn không di truyền mà các tế bào sử dụng để kiểm soát quá trình sản xuất protein.
Các phương pháp sắp trình tự RNA truyền thống thường lấy mẫu là hàng ngàn tế bào và trung bình hóa sự khác biệt giữa chúng. Bây giờ, các nhà khoa học đang tìm hiểu RNA của từng tế bào đơn lẻ. Nhờ độ phân giải cao hơn, họ đang tìm ra nhiều loại tế bào mới, chưa từng được biết đến trước đây.
Nghiên cứu đáng chú ý: Sự phát hiện ra một loại tế bào vú, 6 loại tế bào tua và 4 loại đại thực bào mới trong máu.
Theo TTVN
