Xác định trình tự, chú giải hệ gen và khai thác thông tin về con đường sinh tổng hợp axit béo của vi tảo biển dị dưỡng Thraustochytrium sp. TN 22 phục vụ cho nghiên cứu cơ bản và ứng dụng.

- Trình tự hệ gen loài vi tảo biển dị dưỡng của Việt Nam Thraustochytrium sp. TN22 có kích thước khoảng 38,84 Mb;
- Trình tự gen của loài vi tảo biển dị dưỡng Thraustochytrium sp. TN22 đã được đăng ký lên cơ sở dữ liệu SRA của NCBI với mã số là: JABLUY000000000.
- Cơ sở dữ liệu hệ gen loài vi tảo biển dị dưỡng đặc thù của Việt Nam Thraustochytrium sp. TN22 cho thấy loài này có kích thước khoảng 38,84 Mb gồm 687scaffold và 24.643 contigs với tỷ lệ G+C, scaffold N50 và contigs N50 tương ứng là 66,52%, 120.033 bp và 115.737 bp. Mưc độ hoàn chỉnh của hệ gen là 90,4%
- Đã dự đoán được 15.208 mô hình gen, trong đó, 14.236 gen đã được chú giải trên các cơ sở dữ liệu khác nhau như 11.474 gen được chú giải trên cơ sở dữ liệu NCBI; 14.236 gen trên cơ sở dữ liệu InterProScan5; 13.405 gen trên cơ sở dữ liệu COG; 9.371gen trên cơ sở dữ liệu GO và 3.950 gen trên cơ sở dữ liệu KEGG pathway
- Đã xác định được 37 gen liên quan đến Fatty acid metabolism (ko01212); 12 gen tham gia vào Fatty acid elongation (ko00062); 30 gen tham gia vào Fatty acid degradation (ko00071); 14 gen tham gia vào Fatty acid biosynthesis (ko00061) và 10 gen liên quan đến Biosynthesis of unsaturated fatty acids (ko01040).
- Đã xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu về các gen tham gia và con đường tổng hợp PUFA của Thraustochytrium sp. TN22 như con đường sinh tổng hợp axít béo hiếu khí thông qua các phản ứng elongate/desaturate và polyketide synthesis (PKS). Trong đó, con đường chịu trách nhiệm chính tổng hợp DHA là con đường PKS. Bên cạnh đó, các con đường tổng hợp squalene và carotenoid cũng đã được xác định.
- Đã xác định được các enzym chìa khóa tham gia vào quá trình các con đường sinh tổng hợp PUFAs cũng như là mức độ biểu hiện của chúng ở theo con đường PKS là: polyunsaturated fatty acid synthase subunit A, polyunsaturated fatty acid synthase subunit B, polyunsaturated fatty acid synthase subunit C (EC:4.2.1.59); theo con đường hiếu khí là FAS là FAS (EC: 2.3.1.85 và EC: 2.3.1.86), theo con đường kéo dài mạch và khử bão hòa là một số 5-desaturase (EC: 2.3.1.199), 4-desaturase (EC 1.14.19.31), fatty acid desaturase 3 (EC:1.14.19), delta-9 fatty acid elongase (EC:2.3.1.199), elongation of very long chain fatty acids protein 5 (EC:2.3.1.199), elongation of very long chain fatty acids protein 6 (EC:2.3.1.199).

Sản phẩm của đề tài:

- Các sản phẩm nghiên cứu và phát triển công nghệ:
+ 01 báo cáo về cơ sở dữ liệu hệ gen của vi tảo biển dị dưỡng Thraustochytrium sp. TN22;
+ 01 báo cáo gồm các số liệu khoa học chứng minh cho con đường sinh tổng hợp, trao đổi axit béo đặc biệt và các chỉ thị phân tử liên quan đến quá trình này của vi tảo biển dị dưỡng Thraustochytrium sp. TN22;
+ 01 Báo cáo đánh giá khả năng ứng dụng của vi tảo biển dị dưỡng Thraustochytrium sp. TN22 dựa trên cơ sở dữ liệu hệ gen.
- Các bài báo đã công bố (liệt kê):
+ 01 bài báo quốc tế thuộc SCIE:
Hien HTM, Thom LT, Pham QH, Hong DD. 2022. Genome analysis of the heterotrophic microalga Thraustochytrium sp. TN22 to identify genes involved in exopolysaccharide and carotenoid biosynthesis pathways. Marine Genomics 61: 100918. doi.org/10.1016/j.margen.2021.100918.
+ 01 bài báo trong nước:
Hien HTM, Thom LT, Ha NC, Anh HTL, Hong DD. 2020. Optimization of culture condition for squalene production and squalene extraction method of Thraustochytrium sp. TN22. Academia Journal of Biology 42(4): 73-85
+ Tham gia báo cáo tại 01 HN:
Hoang Thi Minh Hien, Pham Quang Huy, Le Thi Thom, Nguyen Cam Ha, Ngo Thi Hoai Thu, Luu Thi Tam, Dang Diem Hong. Genomic analysis of heterotrophic marine microalgae Thraustochytrium sp. TN22 to identify genes involed in secondary metabolic pathways. Abstract proceedings at “Rencontres de Quy Nhon III” Biology confrence 2020, ICISE Quy Nhon, December 11-13, 2020.

Cho đến nay, ở Việt Nam chưa có một nghiên cứu nào liên quan đến hệ gen, hệ phiên mã và đặc điểm đặc trưng cho con đường/cơ chế sinh tổng hợp axit béo của các loài thuộc chi Thraustochytrium.  Do đó các cơ sở dữ liệu về trình tự, chú giải chức năng, đặc điểm đặc trưng, cơ chế sinh tổng hợp theo định hướng loài của chủng Thraustochytrium sp. TN22 là hoàn toàn mới và chúng sẽ có những đóng góp quan trọng cho khoa học trong việc làm sáng tỏ hơn những con đường tổng hợp axít béo ở từng cơ thể qua đó mở ra khả năng tổng hợp axít béo theo con đường công nghệ sinh học bằng cách chuyển gen vào các cơ thể mong muốn khác như các cây có dầu để làm tăng tổng hợp lipit và axit béo. 

Dữ liệu của hệ gen cũng như quy trình giải mã hệ gen của loài vi tảo biển dị duỡng Thraustrochytrium sp. TN22 sẽ được ứng dụng trong các đơn vị Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản, Viện nghiên cứu trong lĩnh vực sinh học... các trường Đại học trong nước. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu của đề tài cũng có thể được ứng dụng trao đổi nghiên cứu khoa học với các tổ chức quốc tế ở các nước liên quan đến nghiên cứu về tảo nói chung và vi tảo biển nói riêng.

Kết quả nghiên cứu của đề tài này hoàn toàn có tính mới ở Việt Nam. Các cơ chế sinh tổng hợp PUFAs, squalene và carotenoid mới chỉ là kết quả dự đoán dựa trên các thông thu được từ hệ gen chủng Thraustochytrium sp. TN22, do đó, để có thể khẳng định các dự đoán cũng như nhằm hướng đến ứng dụng các thông tin thu được từ hệ gen cho cải biến giống tảo tiềm năng nhằm nâng cao hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học theo hướng đích, cần phải được tiếp tục nghiên cứu giải hệ gen, hệ phiên mã trên các đối tượng khác nhau về khả năng tích lũy cao, trung bình và thấp các chất như PUFAs, carotenoid và squalene, và ở các quy mô và điều kiện nuôi cấy khác nhau. Từ đó xác định được các gen chủ đạo (core gene) tham gia vào quá trình sinh tổng hợp chất đích.