Loài mực biến đổi gen đầu tiên trên thế giới

Thể thao 01/08/2020 - 12:45

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm sinh học biển (MBL) ở Woods Hole, Massachusetts (Mỹ) đã vô hiệu hóa thành công gen sắc tố ở loài mực có tên Doryteuthis pealeii, khiến con non mới nở gần như trong suốt.

Được dẫn dắt bởi các nhà khoa học Joshua Rosenthal và Karen Crawford của MBL, nghiên cứu quan trọng này đã được công bố trên tạp chí Current Biology vào ngày 30.7. Theo đó, nhóm nghiên cứu đã chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas9 để vô hiệu hóa một gen trong phôi mực, giúp loại bỏ sắc tố trong mắt và các tế bào da với hiệu quả cao. Kết quả là những con mực mới nở có ít đốm nhỏ hơn nhiều so với đồng loại.

Nhà khoa học Rosenthal nói rằng đây là một bước quan trọng chứng minh động vật chân đầu, bao gồm mực và bạch tuộc, có thể được nghiên cứu bằng công cụ di truyền tương tự chuột nhắt và ruồi giấm. Đó là những loài dễ nuôi trong phòng thí nghiệm và giới nghiên cứu có thể biến đổi gen của chúng thường xuyên để tìm hiểu về hành vi, bệnh dịch và phương pháp điều trị.

"Động vật chân đầu có một hệ thần kinh phân tán với khả năng ngụy trang tức thời và các hành vi tinh vi. Ngoài ra, chúng có khả năng mã hóa lại thông tin di truyền trong RNA thông tin. Điều này cung cấp cơ hội để so sánh chúng với con người", ông Rosenthal cho biết.

Theo tiến sĩ Karen Crawford ở Đại học Maryland, thành viên nhóm nghiên cứu, mực có khả năng điều chỉnh RNA của mình sau khi rời khỏi nhân, trong khi gen của con người hầu hết không thay đổi cho đến khi chúng được tái tổ hợp và truyền lại cho các thế hệ tiếp theo. Sự tự biến đổi RNA của mực diễn ra bằng cách điều chỉnh hệ thống thần kinh khổng lồ của nó.

Loài mực biến đổi gen đầu tiên trên thế giới - ảnh 1

Doryteuthis pealeii là loài mực địa phương ở vùng biển quanh Woods Hole - Ảnh: University of Chicago

Các nghiên cứu với Doryteuthis pealeii đã mang đến những tiến bộ trong sinh học thần kinh, bắt đầu với mô tả của điện thế hoạt động (xung thần kinh) trong những năm 1950. Khám phá này giúp các nhà khoa học Alan Hodgkin và Andrew Huxley đoạt giải Nobel vào năm 1963. Trong nhiều thập kỷ, Doryteuthis pealeii đã thu hút các nhà sinh học thần kinh từ khắp nơi trên thế giới đến MBL, nơi thu thập mực từ vùng biển địa phương.

Gần đây, nhà khoa học Rosenthal và các đồng nghiệp đã phát hiện ra sự mã hóa rộng rãi của mRNA trong hệ thống thần kinh của Doryteuthis pealeii và các loài động vật chân đầu khác. Nghiên cứu này mở ra khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ tiến hóa đến y học, robot, khoa học vật liệu và trí tuệ nhân tạo.

Tuy nhiên, theo các nhà khoa học, Doryteuthis pealeii không phải là một loài lý tưởng để phát triển như một sinh vật nghiên cứu di truyền. Nó chiếm rất nhiều không gian bể và quan trọng hơn là không thể nuôi cấy qua nhiều thế hệ trong phòng thí nghiệm.

Vì những lý do này, mục tiêu tiếp theo của MBL là tìm cách áp dụng công nghệ này với một loài mực nhỏ hơn như Euprymna berryi. Loài này tương đối dễ nuôi cấy để tạo ra các chủng di truyền.

Long Hải (theo UChicago News)