Vitamin A và C giúp xóa bộ nhớ tế bào

Mặc dù di truyền đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển, hình thái và sinh lý của cơ thể sinh vật, cho chế biểu sinh có 1 vai trò thiết yếu trong việc điều chỉnh các đặc tính đó bằng cách điều tiết biểu hiện của gen. Trong suốt quá trình phát triển, cơ chế biểu sinh tạo nên sự ổn định của biểu hiện gen, giúp cho các sinh vật thích nghi với các thay đổi của môi trường. Bộ nhớ biểu sinh là sự truyền đạt của 1 sự thay đổi trong biểu hiện gen.

Nghiên cứu này được công bố ngày 12/10 trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ

Đối với ngành y học tái tạo, khả năng tạo ra một tế bào có thể trở thành bất cứ loại tế bào nào khác là 1 sức mạnh vô biên, chẳng hạn như các tế bào não, tế bào tim và tế bào phổi. Các tế bào có khả năng này hiện diện trong phôi ban đồi (tế bào gốc phôi, ESC) và là nguồn gốc của nhiều dạng tế bào khác trong cơ thể. Mục đích của y học tái tạo là chúng ta cần có khả năng buộc các tế bào trưởng thành ở người bệnh thoái hóa ngược để có được những khả năng giống như phôi và “quên” đi đặc tính trước đó của chúng.

Đặc tính của 1 tế bào được thành lập ở mức độ ADN bằng các thay đổi biểu sinh ở ADN. Những thay đổi này không làm thay đổi thứ tự các nucleotide nhưng sẽ điều khiển các phần có thể đọc và truy cập được của bộ gen.

Kết quả là, mỗi 1 loại tế bào khác nhau đều có 1 dấu hiệu biểu sinh duy nhất, thực thi và duy trì các mô hình cụ thể biểu hiện gen phù hợp với loại tế bào đó. Để đảo ngược các tế bào trở lại trạng thái đa năng chưa phân hóa lúc ban đầu, lớp biểu sinh thông tin này đã bị mất đi để mở lại toàn bộ gen.

Các nhà nghiên cứu từ Viện Babraham (Anh), Đại học Stuttgart (Đức) và Đại học Otago (New Zealand) đã hợp tác để tìm hiểu tại sao vitamin A và C có ảnh hưởng đến việc xóa các dấu hiệu biểu sinh của gen. Họ đã đặc biệt xem xét về việc thay đổi biểu sinh ở chỗ gắn thêm C vào trình tự ADN ở 1 thẻ hóa chất metyl. Tế bào gốc của phôi thai gắn thêm được ít C (quá trình này gọi là metyl hóa cytozine), nhưng ở những dạng tế bào đã xác định, sẽ có nhiều gen được thay đổi hơn. Loại bỏ các thẻ metyl ở ADN sẽ là trọng tâm của việc đạt được tế bào toàn năng và xóa đi bộ nhớ biểu sinh.

Loại enzyme chịu trách nhiệm để hoạt hóa việc loại bỏ thẻ metyl là TET. Các nhà khoa học phát hiện rằng vitamin A giúp tăng cường khả năng xóa bộ nhớ biếu sinh bằng cách tăng lượng enzyme TET trong tế bào, giúp loại bỏ nhiều thẻ metyl hơn. Ngược lại, vitamin C giúp thúc đẩy các hoạt động của enzyme TET.

Tiến sĩ Ferdinand von Meyenn công tác tại Viện Babraham và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu này giải thích: “Cả vitamin A và C đều hoạt động độc lập để thúc đẩy quá trình khử metyl, tăng cường khả năng xóa bộ nhớ biểu sinh để để tế bào có thể tái tạo”.

Nâng cao hiểu biết về tác dụng của vitamin A đối với enzyme TET2 cũng có thể giải thích tại sao có 1 tỷ lệ lớn bệnh nhân mắc bệnh bạch cầu tiền tủy cấp tính (được coi là dạng nguy hiểm nhất của bệnh bạch cầu) lại kháng lại việc điều trị kết hợp bằng vitamin A.

Giáo sư Wolf Reik – phụ trách Chương trình Biểu sinh ở Viện Babraham cho biết: “Nghiên cứu này cung cấp 1 sự hiểu biết rất quan trọng để mang lại những tiến bộ trong phương pháp điều trị tế bào trong lĩnh vực y học tái tạo. Nó cũng giúp tăng cường sự hiểu biết của chúng ta về các tín hiệu hình thành nên biểu sinh; những kiến thức này có thể mang lại giá trị lớn đối với nghiên cứu điều trị bệnh, chẳng hạn như bệnh bạch cầu tiền tủy cấp tính hoặc các loại bệnh ung thư”

Anh Thư (Tổng hợp Phys/Cell)