Khoa học sự sống: 4 định hướng nghiên cứu chính

Thực phẩm chức năng đóng vai trò chủ đạo trong việc chăm sóc, bảo vệ sức khỏe chủ động cho con người.

Hãy cùng Health+ tìm hiểu thêm về  4 định hướng nghiên cứu chính ngành khoa học sự sống & công nghệ sinh học hiện nay:

1. Kiểm tra tổng thể (Full check up)

Chẩn đoán y học luôn luôn phản ánh mức độ nghiên cứu cơ bản trong ngành y học. Kết quả giải mã toàn bộ hệ gene của con người đang được ứng dụng ngày một rộng rãi và hiệu quả trong việc phát hiện các bệnh di truyền ở người thông qua việc phát hiện và sử dụng các đa hình nucleotid đơn (single nucleotid polymorphims – SNPs) và các vùng vi vệ tinh trên nhiễm sắc thể (microsatellites). Ngày nay, nhiều bệnh di truyền được xác định là do hỏng các gene đơn. Vì vậy, bằng cách phát hiện các đột biến gene chỉ thị hoàn toàn có thể chẩn đoán trước được khả năng bị bệnh ở người. Việc nghiên cứu và phát hiện các gene chỉ thị (biomarkers) là rất quan trọng để ứng dụng trong việc chẩn đoán trước sinh hoặc trong thai nhi thụ tinh nhân tạo trước khi cấy vào dạ con, phát hiện sớm các bệnh di truyền, tiên lượng khả năng chấp nhận mô trong các thí nghiệm cấy ghép mô… Các kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để chẩn đoán là real-time PCR, DNA-chips và protein-chips.

2. Hợp chất tự nhiên nguồn gốc từ biển cả

Ngũ cốc nảy mầm - Xu hướng TPCN 2015

Video: Muốn khỏe nhớ làm những việc này

Nên đọc

Từ hàng thập kỷ nay, trên 50% các sản phẩm thuốc mới tung ra thị trường là các hợp chất thiên nhiên phân tử thấp hoặc các dẫn xuất của những hợp chất thiên nhiên phân tử thấp. Hợp chất thiên nhiên phân tử thấp nói chung có mức độ phức tạp và đa dạng cấu trúc rất lớn, có thể tổng hợp theo con đường cổ điển cũng như con đường tổ hợp. Phần lớn các chất từ thiên nhiên được sử dụng làm thuốc từ trước đến nay chủ yếu được phát hiện từ các nguồn trên cạn, thế nhưng trong thời gian tới, các nhà nghiên cứu sẽ tập trung nỗ lực để phát hieenjc ác chất mới từ nguồn sinh vật biển. Tiềm năng các chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đa dạng từ sinh vật biển là vô cùng to lớn, đặc biệt là từ vi sinh vật biển. Cho tới nay, các nhà nghiên cứu mới phát hiện được khoảng dưới 1% vi sinh vật biển. Việc nghiên cứu và phát hiện nguồn tài nguyên sinh học đa dạng nhằm khai thác các chất có hoạt tính sinh học quý giá là nhiệm vụ quan trọng của mỗi quốc gia. Các nghiên cứu về combinatorial biosynthesis (cải biến hay thay thế một vài gene trong một hay vài cơ thể để tạo ra chất mới), metagenome (nghiên cứu các hệ gene từ cơ thể không thể nuôi cấy), metabolic engineering (tái tổ hợp ADN) có định hướng đối với các protein tham gia vào quá trình trao đổi chất hoặc điều hòa với mục đích tối ưu hóa việc tổng hợp các chất hoặc tạo ra các chất với hoạt tính thay đổi) và tin sinh học (bioinformatics: Mô hình hóa và mô phỏng cấu trúc, chức năng của các chất trên máy tính) sẽ là những lĩnh vực được ưu tiên phát triển.

3. Nghiên cứu và phát hiện các enzyme mới

Ước tính có khoảng 6.000 – 7.000 enzyme khác nhau, thế nhưng mới có khoảng 3.000 enzyme được nghiên cứu. Trong đó, cho đến nay mới có khoảng 130 enzyme được sử dụng trong các quá trình công nghiệp ở dạng tách chiết hoặc ở dạng tế bào. Phần lớn các enzyme đang được sử dụng trong công nghiệp đều có nguồn gốc từ vi sinh vật. Theo tính toán hiện nay, doanh thu từ enzyme trên thế giới đạt 50 tỷ USD trên tổng số 800 tỷ USD doanh thu từ hóa chất nói chung. Trong 10 – 20 năm tới, doanh thu từ enzyme sẽ đạt 200 tỷ USD. Các loại enzyme chịu nhiệt sẽ đặc biệt được quan tâm vì nó đáp ứng được yêu cầu sử dụng trong công nghiệp. Các phương pháp gây đột biến điểm có định hướng, error-prone PCR và DNA shuffling sẽ được sử dụng rộng rãi để cải biến các tính chất của enzyme phù hợp với mục đích sử dụng.

4. Công nghệ sinh học nano

Công nghệ sinh học nano là một ngành nghiên cứu mới dựa trên các nguyên liệu sinh học kết hợp với các quá trình vật lý và hóa học để tạo ra các vật liệu với những tính chất dặc biệt ở kích cỡ của phân tử. Công nghệ sinh học nano có thể được ứng dụng nhiều trong việc tạo ra các vi điện cực dùng trong các thiết bị trên cơ sở của các phân tử sinh học. Ví dụ, với phân tử bacteriorhodopsin từ vi khuẩn Halobacterium halobium có thể được sử dụng trong các thiết bị quang học, làm chất đánh dấu để chống hàng giả rất tinh vi… Công nghệ sinh học nano sẽ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế. Ví dụ, các vật liệu kích thước nano có bề mặt đặc biệt và đường kính từ 10 đến vài trăm nanomet, có thể đi xuyên qua bất kỳ màng tế bào nào để đưa các hoạt chất/thuốc/TPCN đến các tế bào đích sẽ được sử dụng trong điều trị  bệnh.

Dựa trên những kết quả nghiên cứu này, các nhà khoa học sự sống sẽ tập trung nghiên cứu và phát triển các dạng thực phẩm đặc biệt, TPCN với đủ các thành phần dinh dưỡng sẽ được ứng dụng rộng rãi hơn để đáp ứng nhu cầu chăm sóc sức khỏe của con người. Với sự trợ giúp của công nghệ sinh học, các thực phẩm nói chung và TPCN nói riêng sẽ phải đáp ứng được các yêu cầu ngăn ngừa cũng như hỗ trợ điều trị. Và TPCN sẽ trở thành quan tâm hàng đầu của các đầu tư, các nhà nghiên cứu và của ngành khoa học sự sống.