Mẫn Nhi✔
Admin xinh gái
Nhân bản một loài nguy cấp khi chỉ còn lại cá thể đực vốn là bài toán bế tắc của sinh học. Tuy nhiên, kỹ thuật mang tên Y-CUT vừa giúp các nhà nghiên cứu Nhật Bản tạo ra những con chuột cái khỏe mạnh, có khả năng sinh sản từ chính tế bào của chuột đực.
Thông thường, việc nhân bản vô tính chỉ đơn thuần sao chép nguyên vẹn bộ gene của cá thể gốc. Điều đó đồng nghĩa nếu lấy mẫu từ một con đực, kết quả thu được sẽ luôn là một bầy con đực. Rào cản này khiến nỗ lực bảo tồn những loài động vật sắp tuyệt chủng rơi vào ngõ cụt nếu quần thể chỉ còn sót lại giống đực.
Chuột tạo từ hai con đực trong thí nghiệm của giáo sư Katsuhiko Hayashi. Ảnh: Đại học Osaka
Để giải quyết vấn đề, tiến sĩ Takashi Ishiuchi (Đại học Yamanashi) và nhà nghiên cứu Shogo Matoba (Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên Sinh học Riken) đã phát triển một hướng tiếp cận khác: can thiệp trực tiếp vào bộ nhiễm sắc thể giới tính.
Bằng công cụ chỉnh sửa gene CRISPR, nhóm phát triển kỹ thuật Y-CUT nhằm nhắm vào đoạn quan trọng trên nhiễm sắc thể Y, khiến nhiễm sắc thể này bị loại bỏ trong quá trình tế bào phân chia.
Khi phôi mang cặp XY bị tước mất nhánh Y, chúng chuyển thành dạng mang nhiễm sắc thể XO (chỉ có một nhiễm sắc thể X thay vì hai như thông thường). Sau khi cấy vào chuột mang thai hộ, những phôi này phát triển và sinh ra chuột cái non. Dù thiếu nhiễm sắc thể Y so với chuột đực ban đầu, những con chuột cái nhân bản này vẫn lớn lên khỏe mạnh và có khả năng sinh sản bình thường.
Kết quả này mở ra tiềm năng ứng dụng thực tế rất lớn: các nhà bảo tồn có thể tái tạo cá thể cái từ những mẫu vật đực đang được lưu giữ trong các ngân hàng gene hay "vườn thú đông lạnh", từ đó khôi phục lại quần thể mà không cần đến cá thể sống ngoài tự nhiên.
Thông thường, việc nhân bản vô tính chỉ đơn thuần sao chép nguyên vẹn bộ gene của cá thể gốc. Điều đó đồng nghĩa nếu lấy mẫu từ một con đực, kết quả thu được sẽ luôn là một bầy con đực. Rào cản này khiến nỗ lực bảo tồn những loài động vật sắp tuyệt chủng rơi vào ngõ cụt nếu quần thể chỉ còn sót lại giống đực.
Chuột tạo từ hai con đực trong thí nghiệm của giáo sư Katsuhiko Hayashi. Ảnh: Đại học Osaka
Để giải quyết vấn đề, tiến sĩ Takashi Ishiuchi (Đại học Yamanashi) và nhà nghiên cứu Shogo Matoba (Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên Sinh học Riken) đã phát triển một hướng tiếp cận khác: can thiệp trực tiếp vào bộ nhiễm sắc thể giới tính.
Kỹ thuật Y-CUT và cơ chế "đảo ngược giới tính"
Ở động vật có vú, giới tính được quy định bởi các cặp nhiễm sắc thể: XY ở con đực và XX ở con cái. Lấy cảm hứng từ một số loài trong tự nhiên như cá bống biển Okinawa – loài có thể tự đổi giới tính khi môi trường thiếu bạn đời – nhóm nghiên cứu đã tìm cách can thiệp vào phôi chuột giai đoạn đầu.Bằng công cụ chỉnh sửa gene CRISPR, nhóm phát triển kỹ thuật Y-CUT nhằm nhắm vào đoạn quan trọng trên nhiễm sắc thể Y, khiến nhiễm sắc thể này bị loại bỏ trong quá trình tế bào phân chia.
Khi phôi mang cặp XY bị tước mất nhánh Y, chúng chuyển thành dạng mang nhiễm sắc thể XO (chỉ có một nhiễm sắc thể X thay vì hai như thông thường). Sau khi cấy vào chuột mang thai hộ, những phôi này phát triển và sinh ra chuột cái non. Dù thiếu nhiễm sắc thể Y so với chuột đực ban đầu, những con chuột cái nhân bản này vẫn lớn lên khỏe mạnh và có khả năng sinh sản bình thường.
Hy vọng cho các "vườn thú đông lạnh"
Không dừng lại ở tế bào tươi, nhóm nghiên cứu còn thử nghiệm thành công kỹ thuật Y-CUT trên các mẫu tế bào chuột đực được lưu trữ đông lạnh. Khi cho chuột đực và chuột cái nhân bản này giao phối, chúng tiếp tục sinh ra lứa chuột con hoàn toàn khỏe mạnh.Kết quả này mở ra tiềm năng ứng dụng thực tế rất lớn: các nhà bảo tồn có thể tái tạo cá thể cái từ những mẫu vật đực đang được lưu giữ trong các ngân hàng gene hay "vườn thú đông lạnh", từ đó khôi phục lại quần thể mà không cần đến cá thể sống ngoài tự nhiên.
Những rào cản sinh học vẫn cần hoàn thiện
Dù mang lại kết quả ấn tượng, phương pháp Y-CUT hiện tại vẫn có những giới hạn nhất định:- Vẫn cần tế bào chất: Quá trình này vẫn đòi hỏi tế bào trứng rỗng từ con cái cùng loài hoặc loài có họ hàng gần để làm nền tảng.
- Không áp dụng ngược lại: Kỹ thuật hiện chưa thể hỗ trợ các loài chỉ còn sót lại cá thể cái.
- Đặc tính loài: Chuột cái mang bộ nhiễm sắc thể XO vẫn có khả năng sinh sản, nhưng ở nhiều loài động vật có vú khác, cấu trúc XO thường dẫn tới vô sinh.
