Biến đổi muỗi cái thành… muỗi đực

Các nhà nghiên cứu tại Viện Đại học bách khoa Virginia đã chứng minh một gen duy nhất có thể chuyển đổi muỗi cái Aedes aegypti thành muỗi đực.

Muỗi đực không cắn nên không truyền mầm bệnh cho người, trái ngược với muỗi cái. Muỗi cái Aedes aegypti cần máu để sản sinh trứng, khiến chúng trở thành vật mang mầm bệnh chính gây ra bệnh Zika và sốt xuất huyết ở người.

“Sự hiện diện của M locus quyết định giống đực ở muỗi Aedes aegypti và M locus chỉ được thừa hưởng bởi muỗi cái – đời con của muỗi đực, giống như nhiễm sắc thể Y của con người”, Zijian Tu, giáo sư Khoa Hóa sinh, đồng tác giả nghiên cứu nói.

“Bằng cách chèn Nix, một gen quyết định giống đực của muỗi được phát hiện trước đó trong locus M của muỗi Aedes aegypti vào trong vùng nhiễm sắc thể có thể được di truyền bởi con cái, chúng tôi đã chỉ ra rằng chỉ gen Nix là đủ để chuyển đổi muỗi cái thành muỗi đực có khả năng sinh sản. Đây là nền tảng để phát triển kỹ thuật kiểm soát muỗi trong tương lai”.

Azadeh Aryan, một trong các tác giả nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi cũng đã phát hiện ra rằng gen thứ hai có tên là myo-sex, cần có cho muỗi đực bay. Nghiên cứu này làm sáng tỏ nền tảng phân tử chức năng của locus M chứa ít nhất 30 gen”.

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra và mô tả đặc điểm của nhiều dòng muỗi chuyển gen thể hiện bản sao bổ sung của gen Nix có sự kiểm soát của chất hoạt hóa riêng. PGS. Maria Sharakhova đã lập bản đồ vị trí chèn nhiễm sắc thể bản sao bổ sung của gen Nix.

Các tác giả đã phát hiện ra rằng chỉ riêng gen Nix được chuyển gen, thậm chí không cần M locus, cũng đủ để chuyển đổi muỗi cái thành muỗi đực với các đặc điểm lưỡng hình của muỗi đực và biểu hiện gen giống muỗi đực.

Dù gen Nix có thể chuyển đổi muỗi cái thành muỗi đực, nhưng muỗi đực chuyển đổi không thể bay vì chúng không được thừa hưởng gen myo-sex, cũng nằm trong M locus. Loại bỏ gen giới tính myo-sex ở muỗi đực trong tự nhiên xác nhận việc thiếu gen myo-sex ở những con đực chuyển giới là lý do khiến chúng không thể bay.

Các phương pháp di truyền dựa vào giao phối để kiểm soát muỗi chỉ nhắm vào một loài cụ thể. Trong trường hợp này, nhóm nghiên cứu tập trung vào muỗi Aedes aegypti, một loài xâm chiếm châu Mỹ vài trăm năm trước và đe dọa con người. Tuy nhiên, cần nhiều nghiên cứu hơn trước khi các dòng biến đổi gen hữu ích có thể được tạo ra để thử nghiệm ban đầu trong các lồng tại phòng thí nghiệm.

Adelman cho rằng: “Một trong những thách thức là tạo ra các dòng muỗi biến đổi gen chuyển con cái thành con đực có khả năng sinh sản bằng cách đưa cả hai gen Nix và myo-sex vào bộ gen của chúng”.

Trong tương lai gần, các nhà khoa học mong muốn khám phá cơ chế, qua đó, gen Nix kích hoạt con đường phát triển của muỗi đực và tìm hiểu cách thức tiến hóa trong các loài muỗi cùng loại.