Nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Bắc Carolina ở thành phố Chapel Hill, Hoa Kỳ đã chỉnh sửa ADN và protein để tạo ra các tế bào nhân tạo hoạt động giống như tế bào sống trong cơ thể. Thành tựu đầu tiên trong lĩnh vực này, có ý nghĩa đối với y học tái tạo, hệ thống phân phối thuốc và các công cụ chẩn đoán. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Chemistry.

Các tế bào và mô được tạo thành từ sự kết hợp của các protein. Protein rất cần thiết để tạo nên bộ khung của tế bào. Không có bộ khung, tế bào sẽ không hoạt động được. Bộ khung cho phép các tế bào trở nên linh hoạt cả về hình dạng lẫn khả năng phản ứng với môi trường của chúng.

Mặc dù không sử dụng protein tự nhiên, nhưng nhóm nghiên cứu đã tạo ra các tế bào với bộ khung chức năng có thể thay đổi hình dạng và phản ứng với môi trường xung quanh. Để làm điều này, họ đã sử dụng công nghệ peptit - ADN lập trình theo cách mới để điều khiển các peptit, khối cấu thành protein và tái sử dụng vật liệu di truyền để phối hợp tạo nên bộ khung tế bào.

Ronit Freeman, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “ADN thường không xuất hiện trong khung tế bào. Chúng tôi đã lập trình lại các chuỗi ADN để nó hoạt động như một vật liệu kiến trúc, liên kết các peptit lại với nhau. Khi vật liệu lập trình này được đặt vào một giọt nước, các cấu trúc sẽ hình thành”.

Khả năng lập trình ADN theo cách này nghĩa là các nhà khoa học có thể tạo ra các tế bào để đảm nhiệm những chức năng cụ thể và thậm chí điều chỉnh phản ứng của tế bào với các tác nhân gây căng thẳng bên ngoài. Mặc dù các tế bào sống phức tạp hơn các tế bào tổng hợp do nhóm nghiên cứu tạo ra tạo ra nhưng chúng cũng khó dự đoán và dễ bị tác động hơn trước các môi trường thù địch như nhiệt độ khắc nghiệt.

Freeman cho rằng: “Các tế bào tổng hợp ổn định ngay cả ở mức nhiệt 50 độ C, mở ra triển vọng sản xuất các tế bào có khả năng đặc biệt trong môi trường thường không phù hợp với cuộc sống của con người”.

Thay vì tạo ra những vật liệu tồn tại lâu dài, nhóm nghiên cứu đã cho ra đời những vật liệu thực hiện nhiệm vụ - đảm nhiệm một chức năng cụ thể và sau đó tự sửa đổi để thực hiện chức năng mới. Ứng dụng có thể được tùy chỉnh bằng cách bổ sung các peptit hoặc thiết kế ADN để lập trình tế bào trong các vật liệu như vải hoặc khăn giấy. Những vật liệu mới này có thể được tích hợp với các công nghệ tế bào tổng hợp khác với tiềm năng ứng dụng để cách mạng hóa các lĩnh vực như công nghệ sinh học và y học.

N.P.D (NASATI), theo Sciencedaily, 5/2024