Khoa học Cơng nghệ Nước ngồi Nghiên cứu gen liên quan đến chứng nghiện rượu thuốc Thuốc rượu chất gây nghiện sử dụng phổ biến toàn giới, gây ung thư nhiều bệnh bệnh hiểm nghèo Theo thống kê Tổ chức Y tế giới (WHO), tồn giới có khoảng 2,3 tỷ người nghiện rượu (năm 2018) 1,3 tỷ người hút thuốc (năm 2020) Một số người hút thuốc uống rượu thời gian ngắn dễ dàng từ bỏ, số người khác nghiện đời Các nhà nghiên cứu thuộc Khoa Y - Trường Đại học Bắc Carolina (UNC), Chapel Hill, Hoa Kỳ TS Hyejung Won đứng đầu phát khác biệt cấu trúc di truyền nguồn mắc chứng nghiện rượu thuốc [1] Phương pháp nghiên cứu toàn hệ gen (GWAS) Thông qua nhiều kết nghiên cứu, nhà khoa học xác định chứng nghiện thuốc rượu liên quan tới gen đặc trưng số loại tế bào thần kinh định Các tế bào kích hoạt tế bào khác gửi tín hiệu hóa học đến não Khi bị kích thích, não người có hàng nghìn phản ứng hóa học diễn nhiều chất hóa học chịu trách nhiệm dẫn truyền thơng tin Đó chất hóa học tự nhiên tạo điều kiện giao tiếp tế bào thần kinh, có norepinephrine serotonin GWAS phương pháp để cung cấp cách thức xác định gen liên quan đến đặc điểm phức tạp người, chẳng hạn chứng nghiện thuốc uống rượu nhiều Phương pháp liên quan đến việc nghiên cứu biến dị nhiễm sắc thể quen thuộc nhiều cá thể khác nhau, từ xác định mối tương quan biến dị với đặc tính cụ thể Ví dụ GWAS thường tập trung xem xét điểm đa hình nucleotide đơn (single nucleotide polymorphism - SNP) có quan hệ tương quan tới triệu chứng bệnh Trong di truyền 56 y học, SNP thay nucleotide đơn vị trí cụ thể gen có phần đủ lớn quần thể Vài năm trở lại đây, vai trò SNP nhiều nhà khoa học quan tâm có gia tăng số lượng cơng trình nghiên cứu lĩnh vực Thơng qua GWAS, nhà nghiên cứu xác định vùng gen đóng vai trị định đặc điểm cụ thể, so với cá nhân khơng biểu đặc điểm Tuy nhiên, phương pháp nghiên cứu toàn hệ gen chưa thể cho biết đầy đủ cách gen vùng ảnh hưởng đến tính trạng hay đặc điểm cụ thể Bởi vì, đặc điểm thường nằm vùng ADN khơng mã hóa gen Vì vậy, cần mơ hình phương pháp nghiên cứu chun sâu tới vùng ADN khơng mã hóa SNP xảy biến đổi trình tự phân tử ADN nucleotide A, G, T C điểm định (hình 1) Mỗi thể có nhiều SNP khác tạo nên kiểu ADN đặc trưng cho cá thể Chẳng hạn, trình tự ADN cá thể GCAACGTTA, cá thể khác lại GCAGCGTTA Như vậy, vị trí thứ có thay đổi Số 10 năm 2022 khác nucleotide, gọi SNP SNP tồn gen, nằm ngồi vùng mã hóa Các nhà khoa học xác định hàng triệu SNP khác nhau; SNP có alen (dạng cụ thể gen có chức di truyền định) tạo nên kiểu tổ hợp: A/G, C/T, A/T, C/G, T/G, A/C Tỷ lệ đột biến SNP thấp, khoảng 1/100.000.000 Hình Phương pháp phân tích SNP Phát vai trị trình tự ADN khơng mã hóa Trình tự ADN khơng mã hóa trình tự ADN đặc biệt cá thể không mang thông tin di truyền mã hóa cho q trình tổng hợp protein Theo nghiên cứu công bố, 1% gen mang thơng tin mã hóa protein, 99% cịn lại khơng mã hóa protein ADN khơng mã hóa khơng mang thông tin dịch mã protein Các nhà khoa học nghĩ rằng, chúng Khoa học Công nghệ Nước ngồi ADN rác khơng biết mục đích chúng Tuy nhiên, nghiên cứu gần cung cấp chứng cho thấy vai trị khơng thể thiếu chúng hoạt động chức tế bào, đặc biệt chức điều khiển hoạt động gen Ví dụ ADN khơng mã hóa chứa đoạn trình tự đóng vai trị yếu tố điều hòa, xác định thời điểm nơi mà gen hoạt động kết thúc Hay nói cách khác, chúng cung cấp điểm, vị trí để protein chuyên biệt thực chức hoạt hóa ức chế biểu gen mã hóa tổng hợp protein Một số yếu tố cấu trúc nhiễm sắc thể có chứa ADN khơng mã hóa Ví dụ, đoạn trình tự ADN khơng mã hóa lặp lại vị trí cuối nhiễm sắc thể hình thành telomere Telomere bảo vệ điểm cuối nhiễm sắc thể không bị ngắn suốt trình chép vật liệu di truyền (hình 2) Hình Sự hình thành telomere Phát dựa mơ hình H-MAGMA Các nghiên cứu TS Hyejung Won cộng tập trung tìm hiểu xảy vùng ADN khơng mã hóa Gần đây, dựa mơ hình phân tích đa điểm GenoMic Annotation (MAGMA), nhóm nghiên cứu kết hợp với kỹ thuật phân tích gen Hi-C, tạo mơ hình H-MAGMA có phát sâu vị trí đặc biệt gen Mơ hình MAGMA ban đầu phát triển để trích xuất hiểu biết sinh học từ GWAS cách liên kết biến thể nguy với gen đồng hợp (là kiểu gen mà cá thể mang alen giống thuộc gen) chúng Nó tổng hợp liên kết SNP thành liên kết cấp độ gen điều chỉnh yếu tố gây nhiễu chiều dài gen, tần số alen nhỏ mật độ gen Mặc dù MAGMA công cụ mạnh mẽ sử dụng rộng rãi, cịn hạn chế Mơ hình H-MAGMA TS Hyejung Won cộng [2] đề xuất khắc phục hạn chế mơ hình MAGMA, thực gán SNP khơng mã hóa cho gen ghép chúng dựa tương tác phạm vi dài mô liên quan đến triệu chứng bệnh đo Hi-C sở lập đồ gen Những kết nhấn mạnh tầm quan trọng việc sử dụng chứng gen chức việc định SNP khơng mã hóa cho gen Mơ hình H-MAGMA phát minh chứng có giá trị GWAS liên quan đến mức độ nặng hút thuốc, phụ thuộc vào nicotine, mức độ nặng việc lạm dụng rượu để xác định gen liên quan đến đặc điểm, tính trạng Nghiên cứu rằng, gen liên quan đến việc sử dụng rượu hút thuốc có liên quan đến việc lạm dụng loại chất khác, chẳng hạn morphine cocaine Bằng cách mô tả đặc điểm chức sinh học gen này, nhà nghiên cứu xác định chế sinh học tiềm ẩn chứng nghiện, chí tổng qt nhiều dạng rối loạn sử dụng chất gây nghiện Ngoài loại tế bào thần kinh kích thích khác nhau, TS Hyejung Won cộng xác nhận loại tế bào bổ sung, bao gồm glutamatergic vỏ não, tế bào thần kinh dopaminergic não giữa, GABAergic serotonergic có liên quan đến gen nguy gây chứng nghiện Với phát có giá trị này, nhà nghiên cứu UNC đưa đề xuất hướng nghiên cứu nhằm tìm giải pháp hạn chế việc lạm dụng thuốc lá, rượu bia ? TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] N.Y.A Sey, et al (2022), “Chromatin architecture in addiction circuitry identifies risk genes and potential biological mechanisms underlying cigarette smoking and alcohol use traits”, Mol Psychiatry, 27, pp.30853094, DOI:10.1038/s41380-022-01558-y [2] H Won, et al (2020), “A computational tool (H-MAGMA) for improved prediction of brain disorder risk genes by incorporating brain chromatin interaction profiles”, Nat Neurosci., 23(4), pp.583-593,cDOI:10.1038/s41593-0200603-0 Mai Văn Thủy (tổng hợp từ tạp chí khoa học nước ngoài) Số 10 năm 2022 57 ... trạng Nghiên cứu rằng, gen liên quan đến việc sử dụng rượu hút thuốc có liên quan đến việc lạm dụng loại chất khác, chẳng hạn morphine cocaine Bằng cách mô tả đặc điểm chức sinh học gen này, nhà nghiên. .. serotonergic có liên quan đến gen nguy gây chứng nghiện Với phát có giá trị này, nhà nghiên cứu UNC đưa đề xuất hướng nghiên cứu nhằm tìm giải pháp hạn chế việc lạm dụng thuốc lá, rượu bia ? TÀI... mã hóa cho gen Mơ hình H-MAGMA phát minh chứng có giá trị GWAS liên quan đến mức độ nặng hút thuốc, phụ thuộc vào nicotine, mức độ nặng việc lạm dụng rượu để xác định gen liên quan đến đặc điểm,