Untitled 50 Soá 10 naêm 2018 Khoa học và đời sống T ên gọi giải trình tự gen thế hệ mới (next genration sequencing NGS) là để phân biệt với phương pháp giải trình tự thế hệ đầu tiên do Frederick Sange[.]
Khoa học đời sống Giải trình tự DNA hệ ứng dụng y tế, sức khoẻ TS Nguyễn Ngọc Kim Vy đại học California, San Diego, hoa Kỳ Hiện nay, cơng nghệ giải trình tự gen ứng dụng nhiều lĩnh vực chẩn đoán, tầm soát chữa trị bệnh Các thai phụ làm chẩn đốn trước sinh nhanh xác mà khơng cần phải chịu rủi ro nguy hiểm chọc ối Các bệnh di truyền phát sớm Trong điều trị, trình tự DNA bệnh nhân giúp bác sỹ điều chỉnh phác đồ điều trị phù hợp hiệu Tất điều có nhờ vào tiến công nghệ giải trình tự gen hệ với thời gian chi phí ngày giảm T ên gọi giải trình tự gen hệ (next genration sequencing - NGS) để phân biệt với phương pháp giải trình tự hệ Frederick Sanger phát triển vào năm 1977 Vào thời điểm đó, phương pháp Sanger nhất, hiệu dễ sử dụng cả, nên ưa chuộng Trong suốt 25 năm sau đó, phương pháp liên tiếp cải tiến tự động hoá để chế tạo thành máy giải trình tự (sequencer) hệ đóng vai trị chủ đạo dự án giải trình tự gen người cơng bố vào năm 2001 Vào đầu năm 2000, loạt công nghệ phát triển nhằm tăng suất hiệu việc giải trình tự DNA Trong số đó, phương pháp Cơng ty Solexa tỏ hiệu nên Công ty Illumina mua lại phát triển thành hệ máy giải trình tự Hiện dịng máy giải trình tự Illumina Miseq, HiSeq, NextSeq phổ biến thị trường, sử dụng rộng rãi nghiên cứu lẫn chẩn đoán điều trị 50 hình sợi DNa Để hình dung khác nguyên tắc hai phương pháp giải trình tự gen hệ hệ đầu tiên, nhớ lại chút hình dạng phân tử DNA Nếu phóng đại lên, sợi DNA có hình dạng giống sợi mì (hình 1), thay cấu thành từ đơn phân glucose sợi mì, sợi DNA kết nối hàng triệu phân tử nucleotide gọi tắt A, T, C, G (mỗi chữ tương ứng với trình tự) Giải trình tự gen tìm thứ tự phân tử A, T, C, G gen nhỏ tồn Số 10 năm 2018 gen sinh vật Mỗi tế bào người (thường) có 46 “sợi mì” DNA khổng lồ (tức nhiễm sắc thể) Lấy ví dụ sợi mì nhỏ người nhiễm sắc thể thứ 21, có khoảng 50 triệu trình tự Trong đó, phương pháp giải cho cọng mì nhỏ xíu có chiều dài khoảng 500-2.000 trình tự mà thơi Như vậy, người ta phải cắt nhỏ sợi mì thứ 21 thành 20.000-100.000 cọng mì nhỏ để giải (con số có tính chất ước lượng, thực tế nhiều cọng mì Khoa học đời sống bị cắt chồng lên phải giải nhiều lần để tăng độ xác), ráp nối kết lại với Mỗi lần giải với phương pháp Sanger thường giải cọng mì nhỏ, phí cao hiệu thấp Ngược lại, phương pháp NGS cho phép xử lý hàng triệu cọng mì nhỏ lúc, kết ghi chép lưu trữ dạng liệu tin học Vì vậy, hai điểm mạnh NGS rút ngắn thời gian giảm chi phí Nếu lấy đơn vị triệu trình tự, phương pháp Sanger tốn tới 2.400 USD, phương pháp NGS tốn 0,050,15 USD Với giá thành thấp vậy, người ta giải với số lượng nhiều thu lượng liệu lớn Nhưng từ kho liệu đến kết đáng tin cậy để gửi trả cho khách hàng đoạn đường dài, địi hỏi phương pháp tính tốn từ sinh - tin học xác suất thống kê hợp lý Vì vậy, ngồi máy móc cơng nghệ, quan trọng người phân tích cần có hiểu biết lĩnh vực: sinh học, tin học tiến hoá phân tử nhập vào thị trường Việt Nam nước châu Á hình máy NextSeq hoạt động Viện Di truyền y học, tP hồ chí minh rối loạn trương lực (dystonia) Giải toàn exon: exon chiếm 1% gen chứa thông tin trực tiếp mã hoá cho protein thực chức thể Vì vậy, thay đổi trình tự exon liên quan trực tiếp đến bệnh tật hay tình trạng sức khoẻ người Quy trình thương mại hố nên dễ thực phổ biến Với cách thiết kế đa dạng linh động, phương pháp giải trình tự hệ biến đổi để phù hợp cho nhiều mục đích khác Trong ứng dụng, có quy trình phổ biến nhất: Giải một/vài gen cụ thể: xác định trình tự một/vài gen có liên quan đến loại bệnh đó, ví dụ nhóm gen liên quan đến hội chứng ung thư di truyền Vì số lượng mục tiêu rõ ràng, nên kết độ xác việc giải trình tự cao hơn, cịn chi phí thấp Giải trình tự gen: xác định trình tự cho gen sinh vật, có người Mặc dù công nghệ tiến vậy, chưa có gen động vật có vú nào, kể người giải mã hoàn toàn Mặc dù nhiều hạn chế thách thức ứng dụng rộng rãi, quy trình tìm vị trí gen liên quan đến nhiều loại bệnh tự kỷ, xơ cứng teo bên, Hiện nay, ngồi Mỹ Trung Quốc phát triển mạnh nắm giữ nhiều công nghệ giải trình tự Họ tự sản xuất máy giải trình tự Điển hình Viện Di truyền học Bắc Kinh tiến hành giải trình tự gen nhiều loài động, thực vật tất nhiên họ có nguồn liệu khổng lồ gen người Với tiềm lực công nghệ, tài nhân lực vậy, cơng ty Trung Quốc dễ dàng xâm Ngồi kinh doanh lợi nhuận, có vấn đề quan trọng cần quan tâm sử dụng công nghệ dịch vụ nước ngồi Đó họ có quyền sở hữu khai thác liệu gen người Việt Nam Bộ gen chứa thông tin đặc điểm di truyền, sức khoẻ người Việt Đó nguồn liệu vơ quý dù chưa khai thác hết để Và không muốn viễn cảnh xảy ra, khơng cách khác người Việt phải nắm bắt công nghệ đưa vào sử dụng để phục vụ nhu cầu ngày tăng lên ngành y tế sức khoẻ Và hiển nhiên, chọn lựa hiểu biết khách hàng sử dụng dịch vụ yếu tố quan trọng Nhiều máy giải trình tự Illumina sử dụng Việt Nam Hy vọng ngày không xa, công nghệ ứng dụng thực rộng rãi hơn, tổ chức chặt chẽ (kết hợp với tư vấn di truyền) giá thành thấp hơn, phù hợp với khả tài người Việt ? TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.bhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pmc/articles/PMC4391380/ https://www.statnews.com/2017 / / / h u m a n - g e n o m e - n o t - f u l l ysequenced/ 3.bhttps://en.wikipedia.org/wiki/ DNA_sequencing 4.bhttps://en.wikipedia.org/wiki/ Whole_genome_sequencing Số 10 năm 2018 51 ... ng? ?y tăng lên ngành y tế sức khoẻ Và hiển nhiên, chọn lựa hiểu biết khách hàng sử dụng dịch vụ y? ??u tố quan trọng Nhiều m? ?y giải trình tự Illumina sử dụng Việt Nam Hy vọng ng? ?y không xa, công nghệ... bên, Hiện nay, ngồi Mỹ Trung Quốc phát triển mạnh nắm giữ nhiều cơng nghệ giải trình tự Họ tự sản xuất m? ?y giải trình tự Điển hình Viện Di truyền học Bắc Kinh tiến hành giải trình tự gen nhiều... v? ?y, thay đổi trình tự exon liên quan trực tiếp đến bệnh tật hay tình trạng sức khoẻ người Quy trình thương mại hoá nên dễ thực phổ biến Với cách thiết kế đa dạng linh động, phương pháp giải trình