Triệt sản muỗi bằng kỹ thuật chỉnh sửa gene [HOT]





Triệt sản muỗi bằng kỹ thuật chỉnh sửa gene [HOT]

Muỗi là nguồn truyền bệnh nguy hiểm. Hình ảnh: Reuters.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí PNAS báo cáo lần đầu tiên sử dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR / Cas9 để nhắm mục tiêu vào một gen cụ thể liên quan đến sinh sản ở muỗi đực. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng đột biến này có thể ức chế sinh sản ở muỗi cái.

Montell và các đồng nghiệp đang nghiên cứu để cải tiến một phương pháp kiểm soát dịch hại được gọi là kỹ thuật khử trùng (SIT). Để quản lý số lượng, nhóm nghiên cứu đã giữ lại rất nhiều côn trùng đực bất dục. Sau đó, họ thả những con đực với số lượng áp đảo những con đực hoang dã. Con cái sẽ giao phối với con đực bất dục và trở nên vô sinh, do đó làm giảm số lượng các thế hệ tiếp theo. Lặp lại kỹ thuật này nhiều lần có khả năng giúp tiêu diệt quần thể. Ngoài ra, vì mỗi thế hệ có dân số ít hơn thế hệ trước, nên việc thả cùng một số lượng con đực sẽ mang lại hiệu quả mạnh mẽ hơn theo thời gian.

SIT rất hiệu quả trong việc quản lý nhiều loài gây hại nông nghiệp, bao gồm ruồi giấm Địa Trung Hải, một loài gây hại nghiêm trọng ở California. Phương pháp này cũng đã được thử nghiệm với muỗi châu Phi, một loài xâm lấn ở nhiều nơi trên thế giới do biến đổi khí hậu và tuần hoàn toàn cầu.

Trước đây, các nhà khoa học sử dụng hóa chất hoặc bức xạ để khử trùng muỗi A. aegypti đực. Craig Montell, giáo sư Sinh học phân tử, tế bào và phát triển tại Đại học California, Santa Cruz cho biết: “Có đủ gen có thể ảnh hưởng đến sinh sản thay vì chiếu vào một số lượng lớn gen khiến muỗi đực vô sinh. Barbara, cho biết. Tuy nhiên, hóa chất hoặc bức xạ ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe của động vật khiến chúng giao phối kém với muỗi cái, làm giảm hiệu quả của SIT.

Montell cho rằng có thể sử dụng một phương pháp nhắm mục tiêu nhiều hơn và ít gây thiệt hại tổng thể hơn. Ông và các đồng nghiệp của mình, bao gồm Jieyan Chen và Junjie Luo, quyết định gây đột biến gen ở muỗi triệt sản con đực mà không ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng. Họ tìm thấy lựa chọn tốt nhất là gen b2-tubulin (B2t).

Sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR / Cas9, nhóm nghiên cứu đã vô hiệu hóa gen B2t ở muỗi đực. Họ phát hiện ra rằng con đực mang gen đột biến không tạo ra tinh trùng nhưng hoàn toàn khỏe mạnh. Trong một thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã đưa 15 con muỗi đực đột biến vào một đàn gồm 15 con muỗi cái trong 24 giờ.

Sau đó, họ thay thế những con muỗi đã được chỉnh sửa B2t bằng 15 con muỗi loại hoang dã và để chúng ở đó. Theo Montell, tất cả muỗi cái vẫn vô sinh. Kết quả thí nghiệm giúp khẳng định muỗi đực đột biến gen có thể ức chế sinh sản ở muỗi cái.
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu muốn xác định vai trò của thời gian để có được hiệu ứng. Họ cho muỗi cái tiếp xúc với những con đực đột biến trong những khoảng thời gian khác nhau.

Các nhà nghiên cứu không tìm thấy sự khác biệt đáng kể nào sau 30 phút, nhưng khả năng sinh sản của muỗi cái giảm nhanh chóng trong một thời gian dài hơn. Muỗi cái giao phối trung bình hai lần ngay cả trong vòng 10 phút đầu tiên. Điều này cho thấy rằng muỗi cái cần kết đôi với nhiều con đực bất dục để trở nên vô sinh. Kết hợp giữa muỗi cái với muỗi đực đã được chỉnh sửa B2t trong 4 giờ khiến tốc độ sinh sản giảm 20% so với bình thường.

Với kiến ​​thức từ các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tìm cách áp dụng SIT trong các điều kiện tự nhiên hơn. Họ đồng thời đưa những con muỗi đực đột biến và loại hoang dã với tỷ lệ khác nhau vào một đàn gồm 15 con muỗi cái trong một tuần và ghi lại tỷ lệ sinh sản của muỗi cái. Với tỷ lệ 1 muỗi đực hoang dã và 5-6 muỗi đực bất dục, tỷ lệ sinh sản của muỗi cái giảm đi một nửa. Khi tỷ lệ muỗi đực hoang dã so với muỗi đã triệt sản là 1 trên 15, tỷ lệ sinh sản của muỗi cái giảm khoảng 20%.

Hiện tại, quần thể muỗi có thể dễ dàng phục hồi nếu tỷ lệ sinh sản giảm 80%. Thành công của việc này đến từ việc thả liên tiếp các đợt muỗi đã khử trùng, trong đó đợt sau có hiệu quả hơn đợt trước do tỷ lệ muỗi đực đã triệt sản trong quần thể ngày càng tăng. Montell đang có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu hành vi sinh sản và giao phối của muỗi để tìm ra những cách mới để ngăn chặn quần thể muỗi.

An Khang (Theo dõi Phys.org)