DMCA.com Protection Status

Giải trình tự hệ gen loài vi tảo biển dị dưỡng của Việt Nam Schizochytrium mangrovei PQ6  quan tâm

Được đăng bởi: Ẩn danh

Cập nhật lúc 20:10 ngày 28/12/2017

Trên thế giới, chi Schizochytrium thu hút được nhiều sự quan tâm nghiên cứu bởi chúng có khả năng sản xuất một số lượng đáng kể axít béo DHA với nhiều tác dụng tích cực trong việc điều trị xơ vữa động mạch, tăng triglyceride máu, tăng huyết áp và ung thư. Tuy nhiên, việc giải mã hoàn chỉnh hệ gen ở vi tảo biển dị dưỡng Schizochytrium mangrovei hoàn toàn chưa được tiến hành trên thế giới.

Ở Việt Nam, loài vi tảo biển dị dưỡng Schizochytrium mangrovei PQ6 được nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Đặng Diễm Hồng, Phòng Công nghệ Tảo, Viện Công nghệ sinh học phân lập từ huyện đảo Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang (2006-2008). Loài vi tảo biển dị dưỡng này đã được nghiên cứu khá kĩ về các đặc điểm sinh lý, sinh hóa và khả năng ứng dụng. Các kết quả nghiên cứu thu được cho thấy đây là loài vi tảo có nhiều tiềm năng ứng dụng trong đời sống con người với nhiều đặc điểm sinh học quý đối với cả Việt Nam và trên thế giới, do vậy, việc hiểu biết đầy đủ các thông tin về hệ gen của nó có một ý nghĩa khoa học cơ bản và ý nghĩa thực tế quan trọng với những lý do chính như sau:

1/ Hiểu biết về hệ gen của Schizochytrium góp phần cung cấp thêm thông tin cho nghiên cứu cơ bản về sự tiến hoá của các cơ thể quang hợp trên trái đất thông qua các quá trình nội cộng sinh cũng như góp phần khẳng định vị trí phân loại của chi vi tảo này trong sinh giới;

2/ Schizochytrium đang được xem là mô hình nghiên cứu về trao đổi axít béo.

Không giống như với các sinh vật nhân chuẩn và Thraustochytrium (một chi tảo khác cùng họ với Schizochytrium), việc tổng hợp các axít béo của Schizochytrium không chỉ thông qua một loạt các phản ứng bão hòa và kéo dài được xúc tác bởi các enzyme desaturases và elongases, mà còn theo con đường tổng hợp polyketide synthase (PKS). Kết quả nghiên cứu trên đối tượng Schizochytrium sẽ góp phần làm sáng tỏ hơn những con đường tổng hợp axít béo ở cơ thể đặc biệt này qua đó mở ra khả năng tổng hợp axít béo theo con đường công nghệ sinh học bằng cách chuyển gen vào các cơ thể mong muốn khác như các cây có dầu để làm tăng tổng hợp lipit và axít béo. Bên cạnh đó, việc áp dụng công nghệ giải trình tự thế hệ mới cũng như các phương pháp tin sinh học vào nghiên cứu giải trình tự, lắp ráp và chú giải de novo hệ gen toàn phần của các loài động thực vật còn rất mới ở Việt Nam. Xuất phát từ những nhu cầu thực tế, Viện Công nghệ sinh học do TS. Nguyễn Cường dẫn đầu đã được phép thực hiện đề tài“Giải trình tự hệ gen loài vi tảo biển dị dưỡng của Việt NamSchizochytrium mangrovei PQ6” trong 2 năm 2014-2015 với mục tiêu chính là làm chủ công nghệ xác định trình tự hệ gen toàn phần loài vi tảo biển dị dưỡng của Việt Nam Schizochytrium mangrovei PQ6 và khai thác các thông tin liên quan đến trình tự hệ gen đã giải mã phục vụ cho nghiên cứu cơ bản và ứng dụng.

Đề tài nêu trên có mục tiêu cụ thể như sau: Nghiên cứu đặc điểm sinh học của loài vi tảo biển dị dưỡng của Việt Nam S. mangrovei PQ6; Giải mã trình tự hệ gen của loài vi tảo biển dị dưỡng S. mangrovei PQ6; Lắp ráp, chú giải và phân tích hệ gen của loài vi tảo biển S. mangrovei PQ6; Xác định các chỉ thị (markers) phân tử liên quan đến quá trình trao đổi lipit (axít béo) của loài vi tảo biển S. mangrovei PQ6.

Một số kết quả của đề tài:

1/ Đã xác định được số lượng nhiễm sắc thể của loài vi tảo biển dị dưỡng S. mangrovei PQ6 có thể là 3 và có dạng chấm (dot-like) với kích thước dao động từ 1,05 đến 1,50 µm.

2/ Nghiên cứu động học sinh trưởng và quá trình tích lũy lipit và PUFAs của chủng PQ6 ở các điều kiện nuôi cấy khác nhau đã cho thấy hình thái, mật độ tế bào, sinh khối khô, hàm lượng lipit tổng số và DHA của chủng PQ6 tăng tuyến tính theo thời gian khi nuôi trong bình tam giác 1 lít, hệ thống lên men 5 lít và 30 lít

3/ Đã thu được 3 bộ số liệu ảnh TEM về cấu trúc với các chú giải của tế bào của chủng PQ6 ở điều kiện nuôi cấy tối ưu; ở điều kiện nuôi cấy có tổng hợp lipit và axít béo cao và thấp nhất, tương ứng;

Bằng hai hệ thống máy giải trình tự thế hệ mới Ion Torrent PGM và Illumina MiSeq, chúng tôi đã giải mã được trình tự toàn bộ hệ gen và hệ phiên mã của loài S. mangrovei PQ6, bước đầu xác định được kích thước toàn bộ hệ gen khoảng 59,97 Mb và hệ phiên mã khoảng 20,7 Mb. Một phần trình tự thô của hệ gen đã được đăng ký trên ngân hàng NCBI- SRA với các mã số là SRR2767664, SRR2767665 và SRR2767666.

4/ Bước đầu xây dựng được cơ sở dữ liệu bộ gen loài vi tảo biển dị dưỡng S. mangrovei PQ6 với kích thước khoảng 59,97 Mb gồm 1.190 scaffold và 2.601 contigs với tỷ lệ G+C, scaffold N50 và contigs N50 tương ứng là 45,21%, 190.396 bp và 59.034 bp.

5/ Đã xây dựng được cơ sở dữ liệu về các gen tham gia vào 3 con đường tổng hợp PUFAs của S.mangrovei PQ6 như con đường sinh tổng hợp axít béo (FAS), polyketide synthesis (PKS) và con đường thông qua các phản ứng elongate/desaturate.

6/ Đã xây dựng được 1 quy trình giải mã hệ gen chủng PQ6 bằng máy giải trình tự gen thế hệ mới Illumina MiSeq; 1 quy trình phân tích chức năng và các thông tin liên quan đến trình tự gen đã giải mã của chủng PQ6 sử dụng nhiều cơ sở dữ liệu khác nhau như: NR, InterPro, GO, KEGG.

Nguồn: most.gov.vn