Ngày 30/06/2016. The Pirbright Institute. Các nhà khoa học phát hiện gen đực ở muỗi sốt rét (Scientists discover maleness gene in malaria mosquitoes). Các nhà khoa học đã phân lập một loại gen để xác định giới tính đực ở loài muỗi gây nên lan truyền bệnh sốt rét. Nghiên cứu miêu tả sự nhận dạng và đặc điểm của một loại gen, được các tác giả đặt tên là Yob, có vai trò điều chỉnh chính quá trình xác định giới tính ở loài muỗi sốt rét châu Phi, Anopheles gambiae, và xác định giới tính đực của loài muỗi này.
Các nhà khoa học, dẫn đầu bởi TS. Jaroslaw Krzywinski, trưởng nhóm Sinh học Phân tử Vec‐tơ tại Viện Pirbright đã phân lập một gen có vai trò xác định giới tính đực ở các loài muỗi truyền bệnh sốt rét. Nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí Science miêu tả sự nhận dạng và các đặc tính của gen, được các tác giả đặt tên là Yob, có vai trò điều chỉnh chính quá trình xác định giới tính ở muỗi truyền sốt rét châu Phi, Anopheles gambiae, và xác định giới tính đực của loài muỗi này. Đối với côn trùng, giới tính thường được xác định bởi một tín hiệu gen sơ cấp mà trong những giờ đầu tiên của vòng đời có chức năng kích hoạt chuỗi ngắn của các gen, các kết quả giới tính cụ thể của các gen này cuối cùng kiểm soát liệu một cá thể sẽ phát triển là đực hay cái. Kỹ thuật phân tử theo quá trình phát triển biến đổi một cách đáng ngạc nhiên, đặc biệt gen xác định giới tính ban đầu khác nhau về bản chất tự nhiên của chúng giữa các nhóm côn trùng khác nhau.
 |
| Giải mã trình tự gen muỗi sốt rét (Genomes of malaria mosquitoes sequenced) |
Tương tự với con người, nhiều côn trùng có 1 cặp nhiễm sắc thể giới tính, với muỗi cái mang nhiễm sắc thể XX giống nhau và nhiễm sắc thể đực XY, nhiễm sắc thể Y chứa một gen xác định gen đực chiếm ưu thế. Tính đồng nhất phân tử của các gen đực như vậy vẫn còn bí ẩn. Gen Yob chỉ xuất hiện sau được biết là trường hợp ở côn trùng Để xác định gen Yob, các nhà nghiên cứu từ Viện Pirbright, với sự hỗ trợ từ các đồng nghiệp của trường Y học Nhiệt đới Liverpool, đã sử dụng phương pháp giải trình tự đa lượng high‐throughput sequencing) để lấy mẫu tất cả các bản sao (các thông tin di truyền) sản sinh từ các phôi cái và phôi đực của muỗi Anopheles gambiae. Sau khi so sánh kết quả giải trình tự, họ thấy rằng chỉ các đoạn bản sao của các phôi giống đực là tương ứng với gen Yob. Nghiên cứu bổ sung cho thấy rằng gen Yob được mã hóa trên nhiễm sắc thể Y, và hoạt động của gen Yob được khu trú ở các nhiễm sắc thể đực và cần thiết cho việc sản sinh ra đặc điểm đặc thù giống đực của các gen quyết định giới tính. Thật bất ngờ, các bản sao của gen Yob lại gây bất lợi chính y cho các con cái. Khi được tiêm vào các phôi chứa giới tính lẫn lộn của Anopheles gambiae, hay các loài muỗi châu Phi khác, Anopheles arabiensis, gen Yob đã tiêu diệt phôi cái trước khi chúng nở ra từ trứng, nhưng không ảnhhưởng lên sự phát triển của các phôi đực. Ngược lại, silencing của gen Yob liên quan đến phôi bình thường làm tiêu diệt phôi đực. Các kết quả này cho thấy rằng ngoài việc xác định giới tính đực, gen Yob chủ yếu kiểm soát quá trình phát triển cơ bản khác, được gọi là bù đắp liều lượng, có tác dụng cân bằng các mức độ bản sao từ các gen nằm trên nhiễm sắc thể X ở muỗi đực và trên 2 nhiễm sắc thể X ở muỗi cái.
TS. Krzywinski cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi có ảnh hưởng sâu rộng trong phòng chống sốt rét. Căn bệnh có thể phòng chống được này là nguyên gây bệnh nhân chính cho những gánh nặng cho con người và là rào cản lớn cho sự phát triển kinh tế xã hội, chủ yếu tại các quốc gia nghèo ở châu Phi cận Sahara, nơi mà gần 200 triệu ca mắc và một nửa triệu ca tử vong được báo cáo mỗi năm. Bệnh sốt rét tại khu vực này được lây truyền chủ yếu do muỗi cái Anophles gambiae và Anopheles arabiensis. Hiện nay, việc ứng dụng các hoá chất diệt côn trùng để phòng chống muỗi sốt rét vẫn còn là một biện pháp hiệu quả nhất để chiến đấu với căn bệnh này, nhưng với sự lây lan nhanh chóng của sự kháng thuốc hóa chất trong quần thể muỗi, thuốc diệt côn trùng có thể sớm trở nên không còn hiệu quả. Rõ ràng, chúng ta cần nhanh chóng thay thế các biện pháp phòng chống muỗi bền vững hơn. Các chiến lược phòng chống sốt rét dựa trên yếu tố di truyền, như các chiến lược đã từng thành công trong phòng chống côn trùng trong nông nghiệp có tiềm năng lớn. Tuy nhiên, những biện pháp này đòi hỏi việc thả chỉ các con muỗiđực, điều này gây nên trở ngại lớn cho việc mở rộng việc kiểm soát gen đối với các vec‐tơ sốt rét, bởi vì hiện nay không có biện pháp hiệu quả nào để phân biệt giới tính của các loài muỗi Anopheles. Hiện nay, đặc tính tiêu diệt phôi muỗi giống cái của gen Yob cho chúng ta một công cụ vô giá cho việc sản sinh các con muỗi Anopheles thuần đực thích hợp cho phòng chống sốt rét trong tương lai.”
Tài liệu tham khảo:
E. Krzywinska, N. J. Dennison, G. J. Lycett, J. Krzywinski.A maleness gene in the malaria mosquito Anopheles gambiae.Science, 2016; 353 (6294): 67 DOI:10.1126/science.aaf5605
