Lần đầu tiên các nhà khoa học Việt Nam xây dựng thành công quy trình công nghệ giải trình tự hệ gen virus SARS-CoV-2 bằng kỹ thuật giải trình tự hệ gen đoạn dài PacBio. Đây là kết quả của đề tài khoa học được Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam giao Viện Công nghệ sinh học (CNSH) thực hiện.

GS.TS Trương Nam Hải- Chủ nhiệm đề tài cho biết, Viện CNSH đã phối hợp với Viện Pasteur TPHCM và Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương (NIHE) xây dựng quy trình kỹ thuật giải trình tự toàn bộ hệ gen virus SARS-CoV-2 bằng công nghệ giải trình tự đoạn dài của PacBio, gồm 6 bước: (1) Nuôi cấy và tách chiết ARN virus. (2) Tổng hợp cDNA sợi đôi từ ARN virus. Hai bước này được thực hiện tại Viện Pasteur TPHCM và NIHE trong điều kiện phòng sạch an toàn sinh học cấp III. (3) Chuẩn bị thư viện DNA để giải trình tự gen. (4) Giải trình tự toàn bộ hệ gen virus SARS-CoV-2. (5) Lắp ráp de novo hệ gen virus. (6) Chú giải và phân tích hệ gen virus. Bốn bước sau thực hiện tại Viện CNSH trong khoảng 48h.

Để giải trình tự hệ gen virus SARS-CoV-2, các đơn vị trong nước sử dụng công nghệ giải trình tự đoạn ngắn, lắp ráp và tham chiếu với hệ gen trước đó, mất nhiều thời gian để đọc được trọn vẹn hệ gen (3-4 ngày) và vẫn có sai sót trong khi đọc.

"Một số đơn vị khác có thể giải trình tự bằng thiết bị thế hệ mới dựa trên nguyên lý giải trình tự các đoạn ngắn. Tức là họ giải trình tự các đoạn ngắn, sau đó lắp ráp các đoạn này với nhau thành đoạn dài để giải trình tự của một hệ gen. Và để giải trình tự đó thì hiện nay các đơn vị phải sử dụng trình tự tham chiếu mà đã giải trước đó (như trước đó Trung Quốc là quốc gia đã giải trình tự thành công chủng ở Vũ Hán). Sau khi giải các đoạn ngắn xong thì dùng trình tự tham chiếu để lắp lên để thành hệ gen của chủng mà mình đang đi giải trình tự. Cách làm này thì thường lâu, giải trình tự đoạn ngắn thường rất khó để đọc được trọn vẹn hệ gen một cách đầy đủ, cho nên nhiều khi phải sử dụng thêm một trình tự nữa là giải trình tự sanger để đọc đầy đủ nhất hệ gen mà mình quan tâm. Bên cạnh đó, phương pháp này cũng có các lỗi đọc, cho nên việc chỉnh sửa nó cũng mất thêm thời gian"- GS Trương Nam Hải cho biết. 

Đề tài đã giải trình tự toàn bộ hệ gen của bốn chủng virus SARS-CoV-2, với chiều dài trên 29500 nucleotide/hệ gen. Kết quả lắp ráp hệ gen cho thấy không có lỗi đọc hay đoạn trống, kết quả giải trình tự đạt độ chính xác 99,99%.

"Hiện nay đây là thiết bị duy nhất ở Việt Nam, nó không phải đọc đoạn ngắn, mà đọc đoạn dài. Đọc đoạn ngắn thì chỉ đọc 100-200 nucleotide/đoạn thôi, sau đó lắp ráp thành hệ gen đầy đủ. Nhưng giải đoạn dài thì có thể đọc hàng nghìn, hàng chục nghìn nucleotide/đoạn, và việc đọc đoạn dài thì khi lắp ráp để ra một hệ gen nó đơn giản và chính xác hơn, độ chính xác tương đương 99,99%- tức là lỗi đọc hầu như không có, lắp ráp rất nhanh. Thời gian để giải trình tự, lắp ráp, phân tích thì mất khoảng 2 ngày là có thể xong hệ gen của một virus"- GS Hải cho biết. 

Với việc này đã mở ra khả năng giải trình tự hệ gen virus nhanh, chính xác mà không cần dựa vào trình tự gen tham chiếu quốc tế.. Dữ liệu giải trình tự hệ gen góp phần vào việc xác định nguồn gốc virus và số lượng nguồn lây (F0) trong các ổ dịch. 

PGS.TS Hà Quý Quỳnh- Trưởng ban Ứng dụng và triển khai công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam nhấn mạnh: "Việc nghiên cứu thành công quy trình công nghệ giải mã gen virus SARS-CoV-2 thì đã góp phần cùng với phác đồ điều trị để mà chúng ta có thể dập được dịch. Cụ thể, việc giải mã trình tự gen cùng với truy vết cho phép chúng ta xác định nguồn gốc lây lan của virus – các F0, từ đó chúng ta có cơ sở khoa học để chúng ta khoanh vi, cách ly số người liên quan và chúng ta cũng có cơ sở khoa học để triển khai các phác đồ điều trị tối ưu". 

Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam cũng cho biết, sẵn sàng tham gia hợp tác với các đơn vị ngành y tế trong việc giải trình tự hệ gen của virus SARS-CoV-2 với quy mô lớn.