Thử nghiệm gen tự loại bỏ trên muỗi

Con muỗi (TAMU)

ADAM RUSSELL

Ngày 3 tháng 5 năm 2022

Các nhà khoa học của Texas A&M AgriLife Research đã thử nghiệm một công nghệ tạo ra những biến đổi gen tạm thời ở muỗi. Các sửa đổi này tự xóa theo thời gian.

Cơ chế tạo ra những thay đổi di truyền tạm thời có thể rất quan trọng đối với các nhà khoa học hy vọng có thể sửa đổi muỗi theo cách giúp quản lý quần thể và ngăn ngừa các bệnh do véc tơ truyền như vi rút West Nile mà không làm thay đổi vĩnh viễn cấu trúc gen của quần thể hoang dã.

Một bài báo trình bày chi tiết kết quả thử nghiệm của họ, “Kỹ thuật một gen chuyển tự loại bỏ ở muỗi sốt vàng, Aedes aegypti,” đã được xuất bản trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences ’PNAS Nexus. Các tác giả, Zach Adelman, Tiến sĩ và Kevin Myles, Tiến sĩ, cả hai đều là giáo sư tại Khoa Côn trùng học của Đại học Nông nghiệp và Đời sống Texas A&M, mô tả một phương pháp lập trình loại bỏ các gen đã chỉnh sửa trong quần thể muỗi qua nhiều thế hệ.

Phương pháp này là bước đầu tiên hướng tới việc xây dựng các biện pháp bảo vệ đối với các biến đổi gen được phát triển để kiểm soát quần thể muỗi và các bệnh do véc tơ truyền mà chúng mang theo. Adelman cho biết, ý tưởng là thử nghiệm những thay đổi được đề xuất mà không làm cho những thay đổi đó vĩnh viễn và không có nguy cơ truyền chúng sang các quần thể hoang dã.

“Có rất nhiều câu hỏi sinh thái mà chúng tôi không biết câu trả lời và khi bạn đang thử nghiệm công nghệ, bạn không muốn rơi vào tình huống phải nói với cơ quan quản lý hoặc công chúng rằng 'nếu điều gì đó tồi tệ xảy ra Adelman nói. “Cơ chế này là về cách chúng tôi trở lại bình thường cho dù thử nghiệm có diễn ra hay không theo cách chúng tôi mong đợi.”

Adelman và Myles đang đồng chỉ đạo một nhóm các nhà khoa học đã nhận được khoản tài trợ 5 năm trị giá 3,9 triệu đô la từ Viện Dị ứng và Bệnh truyền nhiễm Quốc gia để thử nghiệm và tinh chỉnh công nghệ gen chuyển tự loại bỏ.

Trở lại bình thường trong một vài thế hệ

Adelman cho biết, để ngăn ngừa các bệnh do muỗi truyền, các phương pháp tiếp cận dựa trên kiểm soát di truyền của các quần thể côn trùng đang được phát triển. Tuy nhiên, nhiều chiến lược trong số này dựa trên các gen tự truyền, xâm lấn cao, có thể nhanh chóng lây lan đặc điểm này sang các quần thể muỗi khác.

Keun Chae, Ph.D., một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong nhóm của Adelman, đã dẫn đầu các thí nghiệm trên muỗi Aedes aegypti, là vật trung gian truyền bệnh được biết đến. Tận dụng một hình thức sửa chữa DNA, Chae đã thiết kế một vùng mã di truyền được nhân đôi cùng với hai gen cho protein huỳnh quang vào giữa một gen quan trọng đối với sắc tố mắt.

Kết quả là một con muỗi có mắt trắng, đồng thời phát huỳnh quang màu đỏ và xanh lá cây ở mắt và cơ thể. Khi được kết hợp với nuclease cụ thể cho vị trí, chất này cần thiết cho nhiều khía cạnh của quá trình sửa chữa DNA, chúng hoạt động như một bộ kéo phân tử chính xác có thể cắt các trình tự gen chuyển. Qua nhiều thế hệ, muỗi lấy lại sắc tố mắt bình thường và mất đi các gen đã sửa đổi.

Adelman cho biết công trình nghiên cứu này là bằng chứng về nguyên tắc cho thấy các nhà khoa học có thể làm được hai việc quan trọng - loại bỏ các gen chuyển được đặt trong muỗi và sửa chữa các gen bị gián đoạn.

Adelman nói: “Nhiều nhóm đang phát triển các phương pháp di truyền để kiểm soát quần thể muỗi. “Phương pháp của chúng tôi cung cấp một hệ thống phanh có thể khôi phục các trình tự trong tự nhiên.”

Chuyển gen tự chỉnh sửa có thể là bước nhảy vọt cho nghiên cứu di truyền

Myles cho biết việc tạo ra gen chuyển tự chỉnh sửa này là bước đầu tiên trong một quá trình dài hơn. Bộ gen của muỗi không dễ điều khiển, và bước đột phá là đỉnh cao của khoảng sáu năm nghiên cứu thử nghiệm.

Nhưng ấn phẩm đầu tiên này bắt đầu giải quyết những lo ngại về việc biến đổi gen trong các quần thể hoang dã, ông nói. Khi công nghệ chỉnh sửa gen ngày càng tiến bộ, Adelman và Myles tin rằng cơ chế này sẽ cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá tác động của những thay đổi một cách an toàn hơn trong môi trường và trên các loài động vật không phải muỗi.

Myles nói: “Đây là những con đường di truyền được bảo tồn cao và có mọi lý do để tin rằng phương pháp này có thể được áp dụng cho nhiều loại sinh vật khác nhau.

Cả hai nhà khoa học đều mong muốn mở rộng ứng dụng khám phá của họ trong bối cảnh ổ gen hoạt động mạnh. Họ hy vọng phương pháp của họ sẽ hữu ích cho các nhà di truyền học và trong việc thúc đẩy ranh giới của nghiên cứu di truyền.

Võ Văn Sự dich từ: ADAM RUSSELL May 3, 2022, Self-eliminating Genes Tested on Mosquitoes.  https://www.porkbusiness.com/news/industry/self-eliminating-genes-tested-mosquitoes