Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng một gen duy nhất có thể chuyển đổi muỗi cái Aedes Aegypti thành muỗi đực màu mỡ và xác định một gen cần thiết cho muỗi bay.
Các nhà nghiên cứu của Virginia Tech đã chứng minh rằng một gen duy nhất có thể chuyển đổi muỗi cái Aedes Aegypti thành muỗi đực có khả năng sinh sản và xác định một gen cần thiết cho muỗi bay.
Muỗi đực không cắn và không thể truyền mầm bệnh cho người. Muỗi cái, mặt khác, có thể cắn.
Muỗi cái Aedes aegypti cần máu để trứng sản, làm cho chúng là nguyên nhân chính của các mầm bệnh như Zika và sốt xuất huyết ở người.
“Sự hiện diện của một locus xác định nam (M locus) thiết lập giới tính nam ở Aedes aegypti và locus M chỉ được thừa hưởng bởi con cái, giống như nhiễm sắc thể Y của con người”, ông Zijian Tu, giáo sư của Khoa Hóa sinh trong trường đại học nông nghiệp và khoa học đời sống chia sẻ.
“Bằng cách chèn Nix, một gen xác định nam được phát hiện trước đó trong locus M của Aedes aegypti vào vùng nhiễm sắc thể có thể được di truyền bởi con cái, chúng tôi đã chỉ ra rằng Nix là đủ để chuyển đổi con cái thành con đực có khả năng sinh sản và phát triển các kỹ thuật kiểm soát muỗi trong tương lai. “
Những phát hiện này đã được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (Proceedings of the National Academy of Sciences).
Azadeh Aryan, nhà khoa học trong phòng thí nghiệm của Tu và là tác giả đầu tiên trên báo cho biết: “Chúng tôi cũng phát hiện ra rằng một gen thứ hai, có tên là myo-sex, là cần thiết khi bay của con đực. Công trình này làm sáng tỏ cơ sở phân tử của chức năng của locus M, chứa ít nhất 30 gen”.
Aryan cùng các đồng nghiệp đã tạo ra và mô tả nhiều dòng muỗi chuyển gen thể hiện một bản sao bổ sung của gen Nix dưới sự kiểm soát của nhà quảng bá của chính nó. Maria Sharakhova, trợ lý giáo sư côn trùng học tại Đại học Nông nghiệp và Khoa học Đời sống, và Anastasia Naumencko, cựu trợ lý nghiên cứu sau đại học, đã lập bản đồ vị trí chèn nhiễm sắc thể của bản sao thêm của Nix.
Nhóm Virginia Tech, phối hợp với phòng thí nghiệm của Zach Adelman thuộc Khoa Côn trùng học tại Đại học Texas A & M và Chunhong Mao của Viện nghiên cứu sinh học và sáng kiến tại Đại học Virginia, nhận thấy rằng Nix chuyển gen ngay cả khi không có locus M là đủ để chuyển đổi con cái thành con đực với các đặc điểm dị hình giới tính đặc trưng của nam giới và biểu hiện gen giống nam giới.
Mặc dù gen Nix có thể chuyển đổi con cái thành con đực, con đực được chuyển đổi không thể bay vì chúng không được thừa hưởng gen myo-sex, cũng nằm trong locus M.
Loại bỏ giới tính của tôi ở những con đực hoang dã khẳng định rằng việc thiếu giới tính ở những con đực chuyển đổi giới tính là lý do khiến chúng không thể bay. Mặc dù bay là cần thiết để giao phối, những con đực chuyển đổi giới tính vẫn có thể làm cha đẻ chuyển đổi giới tính khả thi khi xuất hiện với những con cái hoang dã bị gây mê lạnh.
“Nix có tiềm năng lớn trong việc phát triển các chiến lược kiểm soát muỗi để giảm dân số vectơ thông qua chuyển đổi giới tính từ nam sang nam hoặc hỗ trợ Kỹ thuật côn trùng vô trùng, chỉ yêu cầu thả những con đực không cắn”, James Biedler, một nhà khoa học nghiên cứu về Tu cho biết.
Phương pháp di truyền dựa vào giao phối để kiểm soát muỗi chỉ nhắm vào một loài cụ thể. Trong trường hợp này, nhóm Tu đang nhắm vào Aedes aegypti , một loài xâm chiếm châu Mỹ vài trăm năm trước và gây ra mối đe dọa cho con người.
Tuy nhiên, cần nhiều nghiên cứu hơn trước khi các dòng biến đổi gen có khả năng có thể được tạo ra để thử nghiệm ban đầu trong các lồng trong phòng thí nghiệm. Adelman nói: “Một trong những thách thức là tạo ra các dòng biến đổi gen chuyển con cái thành những con muỗi đực có khả năng sinh sản bằng cách đưa cả hai gen Nix và myo-sex vào bộ gen của chúng”.
Khi nhóm Tu hướng đến tương lai gần, họ muốn khám phá cơ chế mà gen Nix kích hoạt con đường phát triển của nam giới. Nhóm nghiên cứu cũng quan tâm đến việc tìm hiểu về cách thức tiến hóa trong các loài muỗi cùng loại.
“Chúng tôi đã phát hiện ra rằng gen Nix có trong các loài muỗi Aedes khác. Câu hỏi đặt ra là: gen này và cơ địa xác định giới tính tiến hóa như thế nào ở muỗi?” Tu, người cũng là một giảng viên trực thuộc Viện Khoa học Đời sống Fralin nói.
Ngoài việc lặn sâu vào gen Nix ở muỗi, các nhà nghiên cứu hy vọng rằng những phát hiện này sẽ cung cấp các nghiên cứu trong tương lai về nhiễm sắc thể giới tính đồng hình được tìm thấy ở các loài côn trùng, động vật có xương sống và thực vật khác.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Virginia Tech . Bản gốc được viết bởi Kristin Rose Jutras và Kendall Daniels. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :