Phân lập gen chịu trách nhiệm sinh tổng hợp hợp chất onnamid từ hệ gen toàn phần của loài bọt biển (Theonella swinhoei)

Tóm tắt

Bọt biển T. swinhoei thuộc bộ Lithistida, thường sống ở khu vực nước sâu vùng biển nhiệt đới. Onnamid A là hợp chất onnamid đầu tiên được chiết xuất từ một loài bọt biển T. swinhoei. Chúng có hoạt tính ức chế tổng hợp protein rất mạnh, nồng độ IC₅₀ < 10^-9 mol, có khả năng gây độc trên nhiều dòng tế bào khác nhau. Ngoài ra, onnamid A cũng có tính độc với ribosom do gắn kết và ức chế chức năng của ribosom. Từ những kết quả nghiên cứu trên, onnamid A chứng tỏ sẽ là một ứng viên tiềm năng làm dược phẩm điều trị ung thư.

            Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hệ vi khuẩn cộng sinh của bọt biển chính là chủ nhân thực sự của nhiều hợp chất phân lập từ vật chủ bọt biển^[2]. Trong những năm gần đây, sử dụng ADN toàn phần để phân tích hệ gen của toàn bộ dân số vi khuẩn cộng sinh đã được áp dụng rộng rãi. Bằng phương pháp tiếp cận trên, gen chịu trách nhiệm sinh tổng hợp nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học đã được phân lập thành công từ nguồn tự nhiên, như nhóm gen patellamid từ Lissoclinum patella, gen bryostatin từ Bugula neritina.

            Áp dụng kỹ thuật này, một đoạn gen onnamid đã được xác định từ ADN toàn phần của T. swinhoei. Từ kết quả đó, nghiên cứu này sẽ có nhiệm vụ phát hiện những vùng tiếp theo trên nhóm gen onn từ thư viện fosmid của ADN bọt biển.

Phương pháp nghiên cứu

- ADN bọt biển: Loài bọt biển vàng (T. swinhoei (Y)) thu được tại đảo Hachijo-jima (Nhật Bản), ở độ sâu 15 m. Sau đó, chiết tách ADN toàn phần và thành lập thư viện fosmid với vector pCC1FOS (Epicenter).

- Sàng lọc gen onnamid.

- Chiết tách ADN của fosmid có kết quả PCR dương tính.

- Giải trình tự hai đầu của các đoạn ADN của fosmid.

- Phân tích trình tự AND.

Kết quả nghiên cứu

            Nghiên cứu đã tiến hành phân lập vùng gen onn tiếp theo từ thư viện gen toàn phần của bọt biển (T. swinhoei). Dựa vào đoạn gen đã phát hiện trước đây, sử dụng chiến thuật "primer walking", các gen onn kế cận đã được tìm thấy. Theo phương pháp dự đoán chất nền đặc hiệu của các PKS trans-AT được công bố, thì các gen phân lập được chịu trách nhiệm sinh tổng hợp các onnamid. Khi toàn bộ nhóm gen thu thập được, sẽ giúp chúng ta không chỉ hiểu rõ con đường sinh tổng hợp onnamid trong tự nhiên mà còn mở ra hướng chiến lược sản xuất các ứng viên dược phẩm có nguồn gốc sinh vật biển bằng hệ thống dị biểu hiện vi sinh vật.