Language
Country/Area
No result found
ừ năm 1984 đến nay: Làm thế nào xét nghiệm sao chổi trở thành tiêu chuẩn vàng để đánh giá tổn thương di truyền
Kể từ khi được Östling và Johansson phát triển lần đầu tiên vào năm 1984, xét nghiệm sao chổi (còn được gọi là điện di gel tế bào đơn, SCGE) đã dần trở thành một công cụ quan trọng để đánh giá tổn thương DNA. Kỹ thuật đơn giản và nhạy cảm này chủ yếu được sử dụng để phát hiện tổn thương DNA ở cấp độ tế bào nhân chuẩn đơn lẻ và đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm đánh giá tổn thương/sửa chữa DNA, giám sát sinh học và thử nghiệm độc tính di truyền.
Xét nghiệm sao chổi bao gồm việc treo các tế bào trong agarose có nhiệt độ nóng chảy thấp, sau đó phá vỡ các tế bào trong điều kiện trung tính hoặc kiềm và tiến hành điện di các tế bào đã phá vỡ. Phương pháp này lấy tên từ mô hình sao chổi mà DNA hình thành khi đi qua gel điện di.
Quy trình cơ bản của thí nghiệm sao chổi
1. Các bước nhúng
Các mẫu tế bào lấy từ nuôi cấy tế bào trong ống nghiệm hoặc đối tượng thử nghiệm trong cơ thể sống được phân tán thành từng tế bào riêng lẻ và được huyền phù trong agarose có nhiệt độ nóng chảy thấp ở 37°C. Sau đó, hỗn dịch này được trải lên các phiến kính hiển vi và gắn lên đó bằng các tấm kính phủ. Khi hạ tấm kính xuống phiến kính hiển vi, agarose nóng chảy sẽ lan ra tạo thành một lớp mỏng. Tiếp theo, agarose được đông lạnh ở 4°C và lớp phủ được gỡ bỏ, tạo thành một ma trận sợi carbohydrate bao bọc các tế bào.
2. Bước phân hủy
Sau khi tháo bỏ lớp phủ, nhúng phiến kính hiển vi vào dung dịch có tác dụng phân hủy tế bào. Các dung dịch ly giải thường dùng bao gồm dung dịch muối có nồng độ cao và chất tẩy rửa như Triton X-100. Chức năng của các thành phần này là phá hủy protein tế bào và màng tế bào, phơi bày cấu trúc DNA và hình thành nucleosome với DNA xoắn ốc.
3. Bước điện di
Sau khi ly giải, các phiến kính được rửa sạch để loại bỏ bất kỳ muối nào và sau đó nhúng vào dung dịch thứ hai - dung dịch điện di. Khi có điện trường, các đoạn DNA tích điện âm sẽ di chuyển về phía điện cực dương cho đến khi chúng được tinh chế và được đánh dấu bằng chất nhuộm đặc hiệu. Khi quan sát bằng kính hiển vi huỳnh quang, sự khác biệt về cường độ của đuôi sao chổi so với đầu phản ánh số lượng đứt gãy DNA.
Cấu trúc tổng thể giống như một sao chổi, với phần đầu tròn tương ứng với DNA không bị hư hại còn lại trong khoang và phần đuôi tượng trưng cho lượng DNA bị hư hại. Đuôi càng sáng và càng dài thì mức độ thiệt hại càng lớn.
Ứng dụng của phép thử sao chổi
Xét nghiệm sao chổi có nhiều ứng dụng, bao gồm thử nghiệm độc tính di truyền, giám sát sinh học ở người và nghiên cứu dịch tễ học sinh học. Ví dụ, thông qua xét nghiệm sao chổi, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng theo tuổi tác, tổn thương DNA ở tế bào thần kinh và tế bào hình sao trong não chuột tăng lên đáng kể, bao gồm nhiều dạng tổn thương như đứt gãy sợi đơn và đứt gãy sợi đôi.
Phát hiện phân mảnh DNA tinh trùng
Xét nghiệm sao chổi cũng có thể được sử dụng để đánh giá mức độ phân mảnh DNA trong tế bào tinh trùng, một chỉ số có liên quan chặt chẽ đến kết quả thụ tinh trong ống nghiệm. Khi tiến hành xét nghiệm, một quy trình bổ sung sẽ được thực hiện để tiêu diệt nguyên sinh chất của tinh trùng.
Ưu điểm và thách thức của xét nghiệm sao chổi
Xét nghiệm sao chổi ngày càng phổ biến nhờ tính đơn giản và chi phí thấp, đặc biệt là ở những nơi không có sẵn các xét nghiệm phức tạp hơn. Tuy nhiên, độ nhạy của kỹ thuật này cũng khiến nó dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài, dẫn đến các vấn đề về khả năng tái tạo kết quả. Do đó, các nhà nghiên cứu cần phải thận trọng và tránh mọi sự can thiệp có thể gây tổn thương hoặc biến tính DNA.
"Xét nghiệm sao chổi là một công cụ có độ nhạy cao để đánh giá tổn thương DNA, nhưng việc sử dụng hiệu quả của nó phụ thuộc vào kiến thức nền tảng và kỹ thuật sâu rộng."
Hướng nghiên cứu trong tương lai
Khi công nghệ sinh học phát triển, công nghệ và ứng dụng của xét nghiệm sao chổi cũng sẽ phát triển theo. Các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu cách cải thiện độ chính xác và độ nhạy của xét nghiệm cũng như mở rộng ứng dụng của nó trên nhiều sinh vật và điều kiện môi trường khác nhau. Do đó, tương lai của thử nghiệm sao chổi sẽ đầy thách thức và cơ hội.
Việc sử dụng công nghệ này trong đánh giá tổn thương di truyền, khoa học môi trường và nghiên cứu y tế chắc chắn sẽ tiếp tục phát triển, cùng với sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách sử dụng hợp lý và cách giải thích kết quả. Khi hướng tới tương lai, chúng ta nên suy nghĩ về cách đảm bảo rằng công nghệ quan trọng này có thể phát huy hết tiềm năng của nó trong việc cải thiện sức khỏe con người và bảo vệ môi trường.
