Việt Nam thành công giải trình tự gene virus SARS-CoV-2

(Khoa học) - Lần đầu tiên các nhà khoa học Việt xây dựng thành công quy trình công nghệ giải trình tự hệ gene virus SARS-CoV-2.

Mới đây, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ sinh học (CNSH) thông tin đã xây dựng thành công quy trình công nghệ giải trình tự hệ gen virus SARS-CoV-2 bằng kỹ thuật giải trình tự hệ gene đoạn dài PacBio SEQUEL.

Viet Nam thanh cong giai trinh tu gene virus SARS-CoV-2
Nguyên lý công nghệ giải trình tự đơn phân tử theo thời gian thực (SMRT-sequencing) trên hệ Pacbio SEQUEL. Ảnh: Viện Công nghệ Sinh học

Với việc làm chủ công nghệ này, cho phép các nhà khoa học Việt Nam có thể giải trình tự hệ gen những đối tượng virus gây bệnh mới trong tương lai một cách nhanh chóng và chính xác mà không cần hệ gen tham chiếu.

Quy trình công nghệ giải trình tự hệ gen virus SARS-CoV-2 bằng hệ máy giải trình tự thế hệ mới PacBio là kết quả của đề tài khoa học được Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam giao Viện Công nghệ sinh học (CNSH) thực hiện, nhằm đáp ứng nhu cầu hỗ trợ xử lý dịch bệnh COVID-19 tại Việt Nam.

GS.TS Trương Nam Hải- Chủ nhiệm đề tài cho biết, Viện CNSH đã phối hợp với Viện Pasteur TPHCM và Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương (NIHE) xây dựng quy trình kỹ thuật giải trình tự toàn bộ hệ gen virus SARS-CoV-2 bằng công nghệ giải trình tự đoạn dài của PacBio SEQUEL.

Quy trình cụ thể gồm 6 bước: (1) Nuôi cấy và tách chiết ARN virus. (2) Tổng hợp cDNA sợi đôi từ ARN virus. Hai bước này được thực hiện tại Viện Pasteur TPHCM và NIHE trong điều kiện phòng sạch an toàn sinh học cấp III. (3) Chuẩn bị thư viện DNA để giải trình tự gene. (4) Giải trình tự toàn bộ hệ gene virus SARS-CoV-2. (5) Lắp ráp de novo hệ gene virus. (6) Chú giải và phân tích hệ gene virus. Bốn bước sau thực hiện tại Viện CNSH trong khoảng 48h.

Kết quả lắp ráp hệ gen cho thấy không có lỗi đọc hay đoạn trống, kết quả giải trình tự đạt độ chính xác 99,99%.

Theo ông Hải, tại Việt Nam, để giải trình tự hệ gene virus SARS-CoV-2, các đơn vị trong nước sử dụng công nghệ giải trình tự đoạn ngắn. Sau đó lắp ráp và tham chiếu với hệ gene trước đó. Công nghệ này mất nhiều thời gian để đọc được trọn vẹn hệ gene (3-4 ngày) và vẫn có sai sót trong khi đọc.

Công nghệ giải trình tự đoạn ngắn thường tốn nhiều thời gian và công sức cũng như dễ có lỗi trong đọc gene: Ban đầu giải trình tự các đoạn ngắn sau đó lắp ráp các đoạn này với nhau thành đoạn dài để giải trình tự của một hệ gene. Để giải trình tự đó thì hiện nay các đơn vị phải sử dụng trình tự tham chiếu mà đã giải trước đó (như trước đó Trung Quốc là quốc gia đã giải trình tự thành công chủng ở Vũ Hán).

Sau khi giải các đoạn ngắn xong thì dùng trình tự tham chiếu để lắp lên để thành hệ gene của chủng mà mình đang đi giải trình tự.

Viet Nam thanh cong giai trinh tu gene virus SARS-CoV-2
Cây phát sinh chủng loại gồm các chủng SARS-CoV-2 được thu thập tại Việt Nam cho đến ngày 1/4/2021. Cây phân loại cho thấy sự tiến hóa của SARS-CoV-2 cũng như thời điểm các chủng lần lượt xâm nhập vào Việt Nam.

Nhưng đối với hệ thiết bị PacBio SEQUEL thì có thể giải một lúc nhiều hệ gen của các chủng virus khác nhau (40-50 chủng/chip), giúp ích cho việc điều tra con đường lây lan của virus SARS-CoV-2. Sau thành công này, Viện Công nghệ sinh học sẽ hợp tác với Viện Pasteur Tp. HCM và Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương để giải trình tự thêm một số chủng virus SARS-CoV-2 đang lây lan ở Việt Nam.

"Hiện nay đây [PacBio SEQUEL - PV] là thiết bị duy nhất ở Việt Nam, nó không phải đọc đoạn ngắn, mà đọc đoạn dài. Đọc đoạn ngắn thì chỉ đọc 100-200 nucleotide/đoạn thôi, sau đó lắp ráp thành hệ gen đầy đủ. Nhưng giải đoạn dài thì có thể đọc hàng nghìn, hàng chục nghìn nucleotide/đoạn, và việc đọc đoạn dài thì khi lắp ráp để ra một hệ gen nó đơn giản và chính xác hơn, độ chính xác tương đương 99,99%- tức là lỗi đọc hầu như không có, lắp ráp rất nhanh. Thời gian để giải trình tự, lắp ráp, phân tích thì mất khoảng 2 ngày là có thể xong hệ gen của một virus"- GS Hải cho biết. 

Với việc xây dựng và làm chủ kỹ thuật giải trình tự hệ gen đoạn dài của PacBio đối với virus SARS-CoV-2, theo đánh giá của các nhà khoa học đã mở ra khả năng giải trình tự hệ gen virus nhanh, chính xác mà không cần dựa vào trình tự gen tham chiếu quốc tế. Điều này cho phép các nhà khoa học Việt Nam có thể giải trình tự những đối tượng virus gây bệnh mới trong tương lai mà không cần hệ gen tham chiếu.

PGS.TS Hà Quý Quỳnh- Trưởng ban Ứng dụng và triển khai công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam đánh giá, việc nghiên cứu thành công quy trình công nghệ giải mã gen virus SARS-CoV-2 cùng với truy vết cho phép chúng ta xác định nguồn gốc lây lan của virus – các F0, từ đó có cơ sở khoa học để khoanh vi, cách ly số người liên quan và cũng có cơ sở khoa học để triển khai các phác đồ điều trị tối ưu.

Cúc Phương (Tổng hợp)

Thứ Tư, 02/06/2021 13:27

Báo Đất Việt trên Facebook
.
Sự Kiện