RNA silencing hiện nay ựã trở thành mối quan tâm hàng ựầu trong nghiên cứu hóa sinh và sinh học phân tử trên toàn thế giới. Chỉ một việc tìm kiếm ựơn giản trên PubMed cho ỘRNA silencingỢ (1/2010) ựã cho ra hơn 29000 tiêu ựề ựã phần nào chứng tỏ ựược mối quan tâm của thế giới ựến công nghệ mới này.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23
Mối quan tâm ựến sự làm câm gene ựã nảy sinh từ ựầu những năm 90 khi mà hiện tượng này ựã ựược quan sát thấy ựầu tiên trên thực vật vào năm 1990 bởi Napoli và cộng sự trên cây hoa dã yên thảo Petunia hybrid. để tăng cường ựộ ựậm của màu tắm vốn có của hoa, các tác giả ựã chuyển thêm gen chsA mã hóa cho chalcone synthase chịu trách nhiệm tạo sắc tố anthocyanin của hoa. Kết quả, thay vì nhận ựược hoa có màu ựậm hơn, các tác giả chỉ thu ựược các cây có màu sắc hoa nhạt hơn, màu sắc loang lổ và thậm chắ có những hoa màu trắng. Các tác giả ựã không thể xác ựịnh ựược nguyên nhân mặc dù phát hiện thấy hàm lượng mRNA của cả gen chsA ựược chuyển lẫn gen chsA nội tại ựều giảm và gọi hiện tượng này là
ựồng ức chế (co-suppression). Ngay sau ựó, một hiện tượng tương tự cũng ựược quan sát thấy trên nấm Neurospora crassa (Romano và Macino, 1992). Các tác giả ựã chuyển gen albino-3 (al-3) và albino-1 (al-1) chịu trách nhiệm tổng hợp carotenoid vào nấm N. crassa và ựã quan sát thấy tới 36 % cá thể chuyển gen biểu hiện màu sắc tản nấm là màu trắng (kiểu hình hoang dại có là màu vàng sáng). Như vậy ở các cá thể màu trắng này, các gen al-3 và al-1 ựã không ựược biểu hiện. Các tác giả gọi hiện tượng này là Ộchế ngựỢ (quelling). Trong cùng thời gian, các nhà virus học thực vật ựã áp dụng kỹ thuật gọi là tắnh kháng từ tác nhân gây bệnh (PDR, pathogen derived resistance) ựể tạo giống chuyển gene kháng bệnh virus. Lúc ựầu, họ cho rằng tắnh kháng là do protein virus ựược biểu hiện trong cây gây ra, nhưng về sau họ quan sát thấy nếu cây ựược chuyển các ựoạn gene virus ngắn lấy ở vùng không mã hóa cũng tạo ra tắnh kháng hay chịu bệnh virus. Các nhà virus học phát hiện thấy RNA hình thành từ gene chuyển (gene virus) có thể ức chế gene virus xâm nhiễm. Hiện tượng này ựược gọi là Ộsự câm gene cảm ứng bởi virusỢ (virus- induced gene silencing, VIGS) (Covey và cs, 1997).
Năm 1998, Craig Mello và Andrew Fire cùng 4 tác giả khác ựã công bố trên tạp chắ Nature một công trình nghiên cứu nhằm tìm hiểu vai trò của RNA ựến sự biểu hiện gene. Các tác giả ựã sử dụng một số gene của tuyến trùng Caenorhabditis elegens như unc-22 (mã hóa protein myofilament có nhiều nhưng không cần thiết),
unc-54 (mã hóa protein myosin liên quan ựến co cơ), fem-1(mã hóa protein chứa ankyrin liên quan ựến sinh sản), hlh-1 (mã hóa protein họ myo D cần cho di chuyển và biệt hóa hình dạng), và mex (mã hóa cho 1 protein có nhiều ở phôi). Ba phát hiện
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24
quan trọng từ công trình này là: (1) Các ựoạn dsRNA tương ứng với vùng intron hoặc promoter không tạo ra hiện tượng ỘcâmỢ (silencing) của gene tương ứng, như vây sự can thiệp (interfering) của RNA là ở mức hậu phiên mã (post-transcriptional level); (2) Khi tiêm các RNA ở dạng cùng chiều (sense) hay ngược chiều (antisense) vào tuyến trùng ựã không ảnh hưởng tới lượng mRNA của gene tương ứng tức không làm ảnh hưởng tới sự biểu hiện của gene, tuy nhiên khi tiêm các RNA ở dạng sợi kép dsRNA (hỗn hợp của RNA cùng chiều và ngược chiều) ựã làm câm (silence) gene tương ứng. Như vậy hiện tượng câm gene (gene silencing) ựược thực hiện thông qua trung gian là RNA sợi kép (dsRNA); (3) Khi tiêm dsRNA vào một vị trắ thì hiện tượng câm gene xuất hiện ở các vị trắ khác trong cơ thể tuyến trùng. Như vậy dấu hiệu câm gene có thể di chuyển hệ thống. Hiện tượng câm gen do dsRNA ựã ựược các tác giả ựặt tên là RNA interfering (sự can thiệp của RNA)- RNAi.