Synthetic Biology: Vũ
khí mới giúp tổng hợp
dược chất Artemisinin từ
E. Coli để chống bệnh
sốt rét (p-2)
Synthetic Biology (SB) và ứng
dụng trong tổng hợp
Artemisinin:
Vì những khó khăn nêu trên, giới
hữu trách và những nhà nghiên cứu
y tế, sinh học đã lưu tâm đến kỹ
thuật tách dòng (cloning) để mong
tìm được giải pháp hữu hiệu hơn
nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất
lượng lớn Artemisinin. Nhưng khác
với kỹ thuật tổng hợp các protein
trị liệu đã được áp dụng thành công
như insulin, growth hormone,
cytokine, lymphokine,
erythropoietin v.v. việc sử dụng
phương pháp tách dòng để tạo hoạt
chất artemisinin rất phức tạp. Lý do
vì chu trình tổng hợp hóa chất thiên
nhiên như Artemisin cần sự tham
gia của nhiều enzyme và sự phối
hợp của những enzyme này để tạo
ra hoạt chất. Chu trình và những
enzyme trong chu trình tổng hợp
Artemisinin từ cây cải hương ngọt
(Herba artemisiae) được diễn tả
theo tài liệu (1). May mắn thay, bộ
môn Synthetic Biology đã ra đời và
tổng hợp Amorphadiene (tiền chất
của Artemisinin) cũng là ứng dụng
thành công đầu tiên của kỹ thuật
này cách đây 3 năm ở phòng thí
nghiệm của J. Keasling tại Đại học
California, Berkely (2).
Synthetic Biology (SB) là một
nhánh mới của Sinh học phân tử,
theo đó tế bào được coi là một bộ
máy gồm các phần có thể tháo gỡ
và thay đổi được để tạo thành một
hệ thống điều hành mới có khả
năng như mong muốn. Các phần
(parts) có thể là những gene thụ
cảm của tế bào (receptors), hoặc
của enzyme, những protein hoat
hoa (activator) và của tất cả những
protein có chức năng đặc biệt của tế
bào. Như vậy, có thể nói SB là việc
áp dụng cao độ kỹ thuật gene
(genetic engineering) trên diện
rộng. Phương pháp SB có tiềm
năng tạo những tế bào mới với
chức năng như ý muốn. Có hai đặc
tính của SB so với các nghiên cứu
dùng kỹ thuật gene khác: (i) về kỹ
thuật, các bộ điều hành của hệ
thống tế bào được tạo riêng từng
phần (parts), do đó tùy theo cách
ghép các phần này sẽ tạo được
những hệ thống điều hành đa dạng
theo như nhu cầu và ý muốn; (ii) ve
ung dung, mục tiêu của SB là tạo
hệ thống điều hành có khả năng sản
xuất những dược liệu thiên nhiên
với năng suất cao (như tổng hợp
Artemisinin), các hóa chất có năng
lượng như dầu diesel thực vật, tạo
các nhóm tế bào có khả năng sản
xuất protein trị liệu, enzyme tiêu
hủy chất độc để cải thiện môi
trường. Đặc biệt là phương pháp
SB có hiệu năng rất cao vì dùng
phương pháp tách dòng và sản xuất
bằng E. Coli. Trong nghiên cứu
tổng hợp Artemisinin bằng phương
pháp SB, hiệu năng đã tăng 10000
lần và các nhà nghiên cứu hy vọng
có thể tăng thêm 10 lần nữa khi kỹ
thuật được hoàn chỉnh.
Về lý thuyết, khái niệm SB đã có từ