Cải tiến trong phương pháp tách chiết axit nucleic giúp quá trình thu nhận DNA, RNA chỉ cần chưa đầy 30 giây.

Tách chiết axit nucleic là bước đầu tiên và quan trọng quyết định việc thành công trong các thí nghiệm về phân tích DNA và RNA. Tách chiết axit nucleic thông thường gồm nhiều bước và mất nhiều thời gian, và sử dụng một số loại hóa chất độc hại như phenol, chloroform. Tuy nhiên hiệu quả tách chiết DNA và RNA nhiều khi không cao và không đảm bảo yêu cầu của các thí nghiệm sau đó. Đặc biệt trong việc tách chiết DNA từ người, động vật hoặc thực vật để xác định yếu tố gây bệnh và mức độ bệnh hay tách chiết RNA. Bên cạnh đó, phương pháp tách axit nucleic yêu cầu một số thiết bị chuyên dụng như máy lý tâm và các hóa chất khác nhau cần thiết cho tách chiết axit nucleic, nên thường DNA và RNA chỉ được tiến hành tại các phòng thí nghiệm có đầy đủ trang bị thiết bị, hóa chất chuyên dụng như máy ly tâm tốc độ cao, phenol, chloroform, nitơ lỏng và bình chứa nitơ lỏng. Xuất phát từ thực tiễn trên, với mục đích đơn giản hóa phương pháp tách chiết DNA, rút ngắn thời gian và chi phí cho việc tách chiết DNA, đồng thời có thể dễ dàng tách chiết DNA từ mẫu bệnh ngay tại thực địa nhưng vẫn đảm bảo chất lượng DNA tốt cho các nghiên cứu tiếp theo, nhóm tác giả Yiping Zou tại trường Đại học Queensland đã thử nghiệm thành công phương pháp tách chiết axit nucleic mới sử dụng giấy cellulose có hiệu cao và rút ngắn quá trình thu nhận DNA và RNA xuống còn chưa đầy 30 giây.

Trong cải tiến này, nhóm tác giả thành công trong việc sử dụng giấy cellulose làm công cụ chính trong tách chiết axit nucleic. Kết quả nghiên cứu của tác giả chỉ ra rằng giấy whatman và một số loại giấy cellulose khác có khả năng thu giữ DNA rất tốt. Nó có thể thu giữ được 90% lượng DNA của mẫu. Khả năng thu giữ DNA của giấy whatman rất nhanh, diễn ra trong vòng chưa đến 10 giây. Tuy nhiên, khả năng bị rửa trôi DNA lại diễn ra chậm. Điều này rất hữu ích khi sử dụng whatman trong tách axit nucleic bao gồm cả DNA và RNA. Ngoài ra nhóm tác giả cũng chỉ ra rằng việc bổ sung muối vào dung dịch đệm tách DNA giúp việc thu DNA diễn ra nhanh và hiệu quả hơn nhiều so với sử dụng mỗi nước. Kết quả nghiên cứu này chỉ ra rằng quá trình tách DNA, RNA trở lên cực kỳ dễ dàng khi sử dụng giấy whatman. Từ kết quả này cho thấy, việc tách chiết axit nucleic có thể tiến hành ở mọi nơi bao gồm ở các nước đang phát triển điều kiện thiết bị hạn chế hay cả những nơi không có trang thiết bị như các lớp học tại trường cấp 3, môi trường thực địa. Ngoài ra, phương pháp này giúp tiết kiệm chị phí cho việc tách chiết axit nucleic bằng việc sử dụng các loại giấy sẵn có như giấy lau tay, không yêu cầu thiết bị đắt tiền và hóa chất độc hại. Đồng thời, phương pháp này cũng có thể thực hiện trên nhiều đối tượng khác nhau như động vật, thực vật và vi sinh vật. Nhóm tác giả đã thử nghiệm thành công trong tách chiết và phân tích mẫu DNA trên nhiều loại thực vật khác nhau trong đó có lúa, lúa mỳ, và đậu tương, một số mấu DNA động vật trong đó có tách DNA từ máu người. Phương pháp này cũng cho kết quả tốt khi được ứng dụng trong xác định mức độ bệnh thông qua phân tích DNA của vi sinh vật gây bệnh trong mẫu DNA tổng số từ thực vật.

Phương pháp này có thể tóm tắt gọn qua 5 bước sau

1. Nghiền mẫu trong dung dịch tách DNA 8 giây.

2. Nhúng giấy whatman vào dung dịch DNA trong 3 giây.

3. Nhúng giấy whatman vào dung dịch rửa trong 3 giây.

4. Nhúng giấy whatman vào dung dịch nhân gene trong 3 giây.

5. Thực hiện phản ứng nhân gene trong máy chu trình nhiệt

Tài liệu tham khảo:

Yiping Zou, Michael Glenn Mason, Yuling Wang, Eugene Wee, Conny Turni, Patrick J. Blackall, Matt Trau, Jose Ramon Botella (2017) Nucleic acid purification from plants, animals and microbes in under 30 seconds. PLoS Biol 15(11): e2003916. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2003916

Tin bài: Bùi Trí Thức - Bộ môn CNSH, Khoa CNSH-CNTP

Người đăng tin: Bùi Đình Lãm

Hình 1. Sử dụng giấy whatman giúp thu DNA nhanh và hiệu quả

Hình 2. Tách DNA nhanh bằng giấy whatman có phổ áp dụng rộng và có thể ứng dụng trong phân tích bệnh trên cây trồng