Language
Country/Area
No result found
Bí mật của xét nghiệm sao chổi: Làm thế nào để phát hiện tổn thương DNA bằng các kỹ thuật đơn giản?
Với sự tiến bộ của công nghệ di truyền, việc nghiên cứu tổn thương DNA ngày càng trở nên quan trọng. Trong lĩnh vực này, một công nghệ gọi là xét nghiệm điện di trên gel đơn bào (còn gọi là xét nghiệm sao chổi) đang dần được chú ý. Đây là một kỹ thuật đơn giản và nhạy cảm có khả năng phát hiện tổn thương DNA ở cấp độ tế bào nhân chuẩn riêng lẻ. Kỹ thuật này được phát triển lần đầu tiên bởi Östling và Johansson vào năm 1984 và được Singh et al hoàn thiện vào năm 1988. Cho đến nay, nó đã trở thành một trong những kỹ thuật tiêu chuẩn để đánh giá mức độ hư hỏng/sửa chữa DNA và xét nghiệm độc tính gen.
Xét nghiệm sao chổi lấy tên từ kiểu di chuyển của DNA trong gel điện di, thường giống với sao chổi.
Quy trình cơ bản của xét nghiệm sao chổi bao gồm việc nhúng tế bào vào agarose có nhiệt độ nóng chảy thấp, sau đó ly giải tế bào trong điều kiện trung tính hoặc kiềm và thực hiện điện di. Sau khi điện di, DNA bị hư hỏng có hình dạng khác nhau, với cường độ tương đối giữa đuôi và đầu sao chổi phản ánh mức độ hư hỏng DNA. Cơ sở của kỹ thuật này là DNA không bị hư hại có tính tổ chức cao khi liên kết với các protein ma trận trong nhân tế bào và khi DNA bị hư hỏng, tổ chức này bị phá vỡ, giải phóng các cấu trúc DNA không bị hư hại.
Các bước cơ bản của thí nghiệm sao chổi
Ô được nhúng
Đầu tiên, các mẫu tế bào thu được từ nuôi cấy tế bào in vitro hoặc đối tượng thử nghiệm in vivo được phân tán vào các tế bào riêng lẻ và lơ lửng trong agarose nóng chảy thấp ở 37°C. Sau đó, hệ thống treo đơn này được áp dụng cho một phiến kính hiển vi và khi hạ nắp thủy tinh xuống, agarose sẽ nở ra và tạo thành một lớp mỏng. Khi agarose được đông lạnh ở 4°C, các tế bào được cố định bên trong nó, tạo thành ma trận agarose giúp ổn định vị trí của các tế bào.
Tế bào ly giải
Tiếp theo, các phiến kính được ngâm trong dung dịch ly giải, thường chứa nồng độ cao muối hòa tan trong nước và chất tẩy rửa. Những thành phần này phá hủy protein bên trong tế bào và xé nát màng tế bào, khiến DNA không bị hư hại. Các cấu trúc DNA còn lại được gọi là nucleotit và tạo thành các cấu trúc tương đối lớn và có trật tự.
Quy trình điện di
Sau quá trình ly giải, các phiến kính được rửa sạch để loại bỏ hết muối và ngâm vào dung dịch điện di. Lúc này, một điện trường cụ thể được tác dụng, DNA bị hư hỏng sẽ bị điện trường thu hút. Tùy thuộc vào độ dài của đoạn chuỗi, khoảng cách di chuyển sẽ khác nhau, cuối cùng hình thành cấu trúc đầu và đuôi giống sao chổi.
Công nghệ phân tích hình ảnh định lượng cường độ huỳnh quang tổng thể của các hạt nhân cũng như độ huỳnh quang của DNA di chuyển, cho phép đánh giá mức độ tổn thương DNA.
Phạm vi ứng dụng
Thử nghiệm sao chổi có nhiều ứng dụng, bao gồm xét nghiệm độc tính gen, giám sát sinh học con người, dịch tễ học phân tử và độc tính di truyền sinh thái. Nó không chỉ có thể giúp các nhà khoa học hiểu được tác động của các yếu tố môi trường khác nhau lên DNA mà còn giúp chúng ta hiểu sâu hơn về quá trình lão hóa bằng cách theo dõi tổn thương DNA trong quá trình lão hóa.
Ví dụ, Swain và Rao đã báo cáo trong nghiên cứu của họ rằng xét nghiệm sao chổi cho thấy sự gia tăng đáng kể tổn thương DNA ở tế bào thần kinh não và tế bào hình sao ở chuột già.
Ứng dụng trong điều trị vô sinh nam
Ngoài ra, xét nghiệm sao chổi còn có giá trị ứng dụng quan trọng trong chẩn đoán vô sinh nam. Công nghệ xét nghiệm này có thể giúp đánh giá mức độ phân mảnh DNA trong tinh trùng và đưa ra dự đoán về kết quả có thể xảy ra trong quá trình thụ tinh trong ống nghiệm.
Thử thách thử nghiệm
Mặc dù xét nghiệm sao chổi là một phương pháp rất nhạy để phát hiện tổn thương DNA, nhưng độ nhạy của nó cũng khiến nó đặc biệt nhạy cảm với một số thay đổi vật lý có thể ảnh hưởng đến khả năng tái lập kết quả. Do đó, cần đặc biệt cẩn thận khi thực hiện quy trình để tránh mọi yếu tố can thiệp có thể gây tổn hại DNA.
Là một công nghệ đơn giản và tiết kiệm chi phí, thử nghiệm sao chổi thường được sử dụng trong môi trường nghiên cứu có điều kiện phức tạp và nguồn tài chính hạn chế. Với sự xuất hiện của nhiều nghiên cứu và công cụ cải tiến hơn, triển vọng ứng dụng của công nghệ này rất hứa hẹn. Liệu nó có thể vượt qua những trở ngại khoa học hơn và khám phá những cách sửa chữa DNA mới trong tương lai?
