Tin sinh học giúp tìm thuốc kháng sinh mới

Ngô Vũ

Senior Member
Khi tất cả bộ gene của các loại vi sinh vật gây bệnh cho con người và gia súc được giải mã, một ứng dụng của tin sinh học là tìm kiếm và xác định những protein nào của vsv có thể là tâm điểm cho việc điều chế thuốc kháng sinh đặc hiệu.

Galperin và Koonin tóm lược kết quả nghiên cứu của họ về vấn đề trên trong bài review trên tạp chí Curr. Opinion Biotech số 6 trang 571 vào năm 1999.

Phương pháp nghiên cứu của hai tác giả có thể được tóm tắc như sau. Đầu tiên, họ liệt kê tất cả những protein được giải mã. Tiếp theo là xác định chức năng của những protein này (enzyme, protein màng, hay có thể chức năng chưa được biết đến) và xem chức năng nào bị mất đi trong chủng vsv nào. Sau đó, xác định chức năng nào có mặt trong tất cả các chủng và chức năng nào đặc hiệu cho một chủng nhất định.

Sau khi có được những dữ kiện trên, họ phải chứng minh là những protein vsv này không có mặt trong bộ gene người (hoặc trên loài động vật cần tìm thuốc kháng sinh đặc hiệu) và chúng đóng vai trò thiết yếu cho sinh tồn của vsv. Dĩ nhiên, những bước này đều làm trên máy tính bằng cách tìm kiếm dữ liệu nghiên cứu trước đây.

Nếu một chức năng thiết yếu có mặt trong nhiều chủng vsv, đây là một điều rất có lợi vì sẽ có khả tìm ra được một kháng sinh để chống lại tất cả các chủng này. Trái lại, để tìm một kháng sinh đặc hiệu cho một vsv, thí dụ H. pylori gây bệnh loét bao tử, mà không gây hại cho những vsv sống cộng sinh trong ruột người (như E. coli), họ đi tìm những chức năng chỉ có ở H. pylori.

Tác giả đã thành công trong phương pháp của mình và đã tìm ra nhiều protein trọng điểm của vsv để làm nền tảng cho việc khám phá ra thuốc kháng sinh mới.
(Kết quả liệt kê trong bảng 2 của bài báo).

Trước nguy cơ càng nhiều vsv trở nên đề kháng lại những thuốc kháng sinh mạnh nhất hiện nay, phương pháp dùng tin sinh học trên để khai thác những thông tin quí giá đang có mặt trong các hệ thống ngân hàng gene trên thế giới đặc biệt sẽ hổ trợ việc tìm kiếm thêm nhiều thuốc kháng sinh mới trong việc phòng chống bệnh tật.
 
Tác giả có thể giải thích vai trò cộng sinh của E. coli trong đường ruột người không?

"Trái lại, để tìm một kháng sinh đặc hiệu cho một vsv, thí dụ H. pylori gây bệnh loét bao tử, mà không gây hại cho những vsv sống cộng sinh trong ruột người (như E. coli), họ đi tìm những chức năng chỉ có ở H. pylori."
 
Cảm ơn lonxon đã chỉ ra chổ không được rỏ ràng này. Thật ra tôi muốn nói đến dòng E. coli không gây độc kia. E. coli K12 chủng (strain?) MG1655 là một trong những dòng sống cộng sinh trong ruột người. Bộ gene của chủng này được giải mã hòan tất nên người ta dùng nó để so sánh và phân biệt nó với những vsv gây bệnh khác. Còn E.coli gây bệnh khác như chủng O157:H7 là một lòai ra rất độc nên không thể sống cộng sinh hàng ngày với chúng ta rồi. Vì đa số E. coli được dùng nhiều trong phòng thí nghiệm là lọai không gây bệnh nên mình cứ nghĩ là con bug này cũng rất thân thiện đó chứ. Còn như muốn nói rỏ ràng hơn trong bài trên chắc phải giải thích kỹ hơn hoặc chỉ cần nói vsv cộng sinh chung chung.

Còn ý lonxon muốn hỏi vai trò cộng sinh của các vsv vô hại trong ruột người thì tôi xin nhường lại cho mọi người cùng tham gia giải thích cho vui.
 
E coli thực ra chưa bao giờ đựơc xếp vào nhóm VSV đường ruột cộng sinh với ngưới. Có thể tài liệu mới đã có nhận định mới này chăng?

Những con E.coli xài i trong lab thực ra cũng độc như ai, chỉ có điều người ta vặt hết càng hết que của nó (gene gây độc) trước khi thương mại hóa, nên nó hiền khô. Ví dụ như mấy chủng dùng điển biến nạp, tải nạp thì nó cứ như 1 con lừa, chỉ lo chở plasmid mà thôi. Nên nếu có 1 anh SV nào đó ngành Vi sinh cầm 1 ống nghiệm chứa đầy E.coil và dọa cô bạn cùng phòng của mình rằng "nếu em không yêu anh, anh uống hết cái ống E.coli này cho em vừa lòng" thì cô bạn cùng phòng nên bảo "Anh cho em coi chủng E coli nào". Rồi đưa lại cho ảnh vào bảo tiếp "Có 1 ống nghiệm thôi hả, không đủ no đâu anh".
 
Hà hà, câu chuyện tiếu lâm của lonxon đáng yêu thật.

E coli được xem là một trong những "harmless commensal" trong ruột người. Nhận định này mới được công bố trong tài liệu viết vào năm 1885 (một nghìn tám trăm tám mươi nhăm).

Tuy nhiên, cái điểm này rất là phụ trong bài giới thiệu trên.
 
tuchau said:
Khi tất cả bộ gene của các loại vi sinh vật gây bệnh cho con người và gia súc được giải mã, một ứng dụng của tin sinh học là tìm kiếm và xác định những protein nào của vsv có thể là tâm điểm cho việc điều chế thuốc kháng sinh đặc hiệu.

Galperin và Koonin tóm lược kết quả nghiên cứu của họ về vấn đề trên trong bài review trên tạp chí Curr. Opinion Biotech số 6 trang 571 vào năm 1999.

Phương pháp nghiên cứu của hai tác giả có thể được tóm tắc như sau. Đầu tiên, họ liệt kê tất cả những protein được giải mã. Tiếp theo là xác định chức năng của những protein này (enzyme, protein màng, hay có thể chức năng chưa được biết đến) và xem chức năng nào bị mất đi trong chủng vsv nào. Sau đó, xác định chức năng nào có mặt trong tất cả các chủng và chức năng nào đặc hiệu cho một chủng nhất định.

Sau khi có được những dữ kiện trên, họ phải chứng minh là những protein vsv này không có mặt trong bộ gene người (hoặc trên loài động vật cần tìm thuốc kháng sinh đặc hiệu) và chúng đóng vai trò thiết yếu cho sinh tồn của vsv. Dĩ nhiên, những bước này đều làm trên máy tính bằng cách tìm kiếm dữ liệu nghiên cứu trước đây.

Nếu một chức năng thiết yếu có mặt trong nhiều chủng vsv, đây là một điều rất có lợi vì sẽ có khả tìm ra được một kháng sinh để chống lại tất cả các chủng này. Trái lại, để tìm một kháng sinh đặc hiệu cho một vsv, thí dụ H. pylori gây bệnh loét bao tử, mà không gây hại cho những vsv sống cộng sinh trong ruột người (như E. coli), họ đi tìm những chức năng chỉ có ở H. pylori.

Tác giả đã thành công trong phương pháp của mình và đã tìm ra nhiều protein trọng điểm của vsv để làm nền tảng cho việc khám phá ra thuốc kháng sinh mới.
(Kết quả liệt kê trong bảng 2 của bài báo).

Trước nguy cơ càng nhiều vsv trở nên đề kháng lại những thuốc kháng sinh mạnh nhất hiện nay, phương pháp dùng tin sinh học trên để khai thác những thông tin quí giá đang có mặt trong các hệ thống ngân hàng gene trên thế giới đặc biệt sẽ hổ trợ việc tìm kiếm thêm nhiều thuốc kháng sinh mới trong việc phòng chống bệnh tật.
Cái này tuchau lấy từ bài báo nào hay là tổng kết? có thể cho mình biết được không mình đang muốn biết về cái bioinformatic và cũng có chút hiểu biết nhưng không chắc lắm thì đọc được bài này. theo mình thì họ dung bioinformatic để xác định vị trí của gene trong genome để có thể vẽ ra gene cluster của nó. Và dùng bioinformatic để design những chất mới từ thư viện (cấu trúc của các chất đó). Cũng như xác định cấu trúc có thể của 1 chất nào đó dựa vào khối lượng.
Xin chỉ giáo về vấn đề này nhé, thanks.
 
Cái này tuchau lấy từ bài báo nào hay là tổng kết?

Ngờ vực lẫn nhau là một hậu quả khó chịu của những việc "cầm nhầm" trước đây. Còn cái bài viết ở trên, tôi có nói cái bài gốc mà tôi đã đọc qua đâu đó rồi nhỉ. Sau khi đọc nó xong, tôi thấy hay quá tóm lược lại những ý chính của nó mà không cần làm công tác "translation" và giới thiệu trong đây. Do đó, nếu không thấy trích dẫn thêm nào thì người nào đăng nó là người viết nó vậy. Chắc là tôi nên copy cả một cái đọan này để dành cho nhiều lần giải thích về sau :lol:

theo mình thì họ dung bioinformatic để xác định vị trí của gene trong genome để có thể vẽ ra gene cluster của nó

Vị trí của gene trong genome có thể là một dữ kiện để so sánh với vị trí của nó trong các lòai tương tự, tùy theo câu hỏi của người làm. Còn cluster là một chương trình tóan học để nhóm những cá thể có cùng một điểm chung nào đó. Ở đây, người ta so sánh trình tự DNA hay amino acid

Và dùng bioinformatic để design những chất mới từ thư viện (cấu trúc của các chất đó). Cũng như xác định cấu trúc có thể của 1 chất nào đó dựa vào khối lượng.

Cái này thì bạn nói chung quá nên tôi không hiểu bạn hỏi cái gì. "dùng bioinformatics để design" và "những chất mới từ thư viện": cái câu này cần nên nói rỏ ràng hơn. Bữa nào rảnh tôi sẻ đi lại những phương pháp mà người ta hay dùng.
 
Tin sinh học giúp tìm thuốc kháng sinh mới ???
Điều này làm không khó nếu:
- database về lọai thuốc đó: Cấu trúc, họat tính sinh học
- Xác định Nguyên nhân gây bệnh

Sau đó dùng các phương pháp thông kê từ kinh điễn cho đến các phương pháp mới nhất hiện nay để xử lý số liệu.
Các bạn chỉ cần vào mạng đánh từ khóa "QSAR" là các bạn biết là trên thế giới người ta ngiên cứu vấn đề này rất nhiều
 
Tin Sinh học có thể giúp các nhà khoa học tìm ra vaccine đặc hiệu đối với những loại virus siêu đột biến (e.g. H5N1, influenza) bằng cách xác định những gene mã hóa house-keeping protein. Những gene này rất cần thiết cho việc sinh sôi của virus nhưng ít đột biến hơn so với những gene mã hóa protein bề mặt hoặc protein tiết.
Công việc của Tin Sinh là so sánh một đống dữ liệu đồ sộ về functional genom của các chủng virus cộng thêm cả mô phỏng cấu trúc phân tử antigen, antibody để tìm ra vaccine và thuốc mới (tìm đọc ở bài: biotechnology to improve public health in developing countries.
 

tôi ?đang làm về đề tài này. có bạn nào có thể cho tôi thêm thông tin và vài đường link để tìm tài liệu ko?
thanks! :!:
 
Cám ơn anh Vũ đã post một bài bổ ích. Quả thật ý tưởng trên rất hay. Các bước thực hiện không quá khó, chỉ cần 1 setup 1 database và một vài script Perl là có thể làm được. Quan trọng là ý tưởng. :oops:
 

Facebook

Thống kê diễn đàn

Threads
11,649
Messages
71,548
Members
56,922
Latest member
188bettone
Back
Top