Biến đổi gene khiến muỗi không trông thấy người [HOT]





Biến đổi gene khiến muỗi không trông thấy người [HOT]

Muỗi sử dụng nhiều giác quan của chúng để tìm nguồn máu. Hình ảnh: Konstantin Nechaev / Alamy

Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã sử dụng công cụ chỉnh sửa gen Crispr-Cas9 để khiến con người không thể nhìn thấy trước mắt của muỗi vằn (Aedes aegypti), theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Current Biology. Bằng cách loại bỏ hai cơ quan cảm thụ ánh sáng của muỗi, các nhà nghiên cứu đã vô hiệu hóa khả năng nhắm mục tiêu vật chủ thông qua thị giác của chúng.

Muỗi là một tai họa cho mọi người trên toàn thế giới. Trong quá trình hút máu để đẻ trứng, muỗi cái đã lây nhiễm vi rút gây bệnh sốt xuất huyết, sốt vàng da và Zika cho hàng triệu người. Yinpeng Zhan, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học California, Santa Barbara, cho biết chúng ta càng hiểu rõ hơn về cách chúng phát hiện mục tiêu, chúng ta có thể kiểm soát quần thể muỗi theo cách thân thiện với môi trường hơn.

Mỗi con Anopheles gây bệnh sốt rét kiếm ăn vào ban đêm trong khi muỗi vằn săn mồi vào ban ngày, chủ yếu vào sáng sớm và chiều tối. Chúng sử dụng nhiều giác quan khác nhau để tìm kiếm thức ăn. Một luồng khí cacbonic do một người hoặc một vật nào đó thở ra cũng thu hút muỗi. Theo Craig Montell, nhà sinh vật học thần kinh tại Đại học California, Santa Barbara, đồng tác giả nghiên cứu, họ cũng có thể phát hiện các bằng chứng hữu cơ từ da người như nhiệt, độ ẩm và mùi. Nhưng nếu không có vật chủ thích hợp, muỗi sẽ bay thẳng đến mục tiêu gần nhất là chấm đen.

Năm 1937, các nhà khoa học quan sát thấy muỗi vằn đặc biệt bị thu hút bởi những người mặc quần áo sẫm màu. Nhưng cơ chế phân tử mà chúng phát hiện mục tiêu bằng mắt thường vẫn chưa được biết rõ. Nhiều thí nghiệm về thị lực của muỗi diễn ra trong các hầm gió, các khoang lớn có giá hàng chục nghìn USD. Trong các thí nghiệm trước đây, những con muỗi được đặt trong một đường hầm gió có dòng khí cacbonic đã chọn cách bay về phía điểm tối thay vì điểm trắng.

Phòng thí nghiệm của Montell không có đường hầm gió, vì vậy Zhan đã thiết kế một chiếc lồng với một vòng đen và một vòng trắng bên trong với giá dưới 100 đô la và thu được kết quả tương tự như trong một đường hầm gió. Vào mùa xuân năm 2019, Zhan đã thực hiện một thí nghiệm phát hiện mục tiêu trong một chiếc lồng. Mùa thu năm đó, Jeff Riffell, một nhà sinh vật học tại Đại học Washington, cùng với nghiên cứu sinh Claire Rusch và nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Diego Alonso San Alberto, đã thực hiện một thí nghiệm tương tự trong một đường hầm gió để kiểm tra lại kết quả. quả ban đầu.

Montell và Zhan nghi ngờ rằng một trong năm loại protein cảm nhận ánh sáng trong mắt muỗi có thể là chìa khóa vô hiệu hóa khả năng phát hiện vật chủ thông qua màu tối của muỗi. Đầu tiên, họ quyết định tắt protein Op1 rhodopsin. Op1, loại protein thị giác phổ biến nhất trong mắt kép của muỗi, dường như là lựa chọn tốt nhất để cản trở tầm nhìn của chúng. Zhan đã đưa đột biến vào hàng nghìn quả trứng muỗi, sử dụng các công cụ đặc biệt có gắn kim siêu nhỏ. Sau khi trứng muỗi phát triển thành muỗi trưởng thành, Zhan hút 10 con cái vào một cái ống, sử dụng máy hút điều khiển bằng miệng.

Đột biến Op1 hoạt động giống hệt như ở muỗi loại hoang dã. Sau khi tiếp xúc với khí cacbonic, chúng bay thẳng đến chấm đen trong lồng. Montell và Zhan thử lại lần nữa, lần này tắt một protein rhodopsin khác, Op2. Các đột biến trong Op2 không ảnh hưởng đến việc mất thị lực. Nhưng khi nhóm nghiên cứu tắt cả hai protein, những con muỗi bay vo ve không mục đích, không thể lựa chọn giữa vòng trắng và đen. Chúng mất khả năng tìm vật chủ có màu tối.

Montell và Zhan đã tiến hành một loạt thí nghiệm để quan sát cách muỗi mang đột biến kép phản ứng với ánh sáng. Đầu tiên, họ kiểm tra xem con muỗi đột biến có di chuyển về phía ánh sáng hay không. Tiếp theo, họ kết nối các điện cực với mắt muỗi để đo liệu mắt chúng có thể hiện sự thay đổi điện áp khi phản ứng với ánh sáng hay không. Cuối cùng, họ đặt những con muỗi mamg đột biến kép vào một trục quay có sọc đen và trắng để xem chúng có bay dọc theo đường sọc di chuyển hay không. Muỗi mang hai đột biến đã vượt qua cả ba bài kiểm tra, mặc dù phản ứng yếu hơn so với muỗi loại hoang dã trong hai đợt kiểm tra cuối cùng. Điều đó chứng tỏ họ không mù quáng.

Nghiên cứu mới có ý nghĩa đối với việc kiểm soát muỗi trong tương lai. Nếu muỗi cái không thể nhìn thấy vật chủ, chúng sẽ gặp khó khăn hơn trong việc tìm kiếm máu cần thiết để trứng phát triển. Theo Montell, quần thể muỗi sẽ sụp đổ.

An Khang (Theo dõi Thời báo New York)