[Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại
https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos
Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]
Làm thế nào cá điện có thể phát triển các cơ quan điện
Các nhà nghiên cứu xác nhận rằng vùng kiểm soát di truyền mà họ phát hiện chỉ kiểm soát sự biểu hiện của gen kênh natri trong cơ và không có các mô khác. Trong hình ảnh này, một protein huỳnh quang màu xanh lục chỉ phát sáng trong cơ thân của phôi cá ngựa vằn đang phát triển. Nhà cung cấp hình ảnh: Mary Swartz / Johann Eberhart / Đại học Texas tại Austin.
Các cơ quan điện giúp cá điện, chẳng hạn như lươn điện, làm được tất cả những điều đáng kinh ngạc: Chúng gửi và nhận các tín hiệu tương tự như tiếng hót của loài chim, giúp chúng nhận biết các loài cá điện khác theo loài, giới tính và thậm chí là cá thể. Một nghiên cứu mới trên tạp chí Science Advances giải thích những thay đổi nhỏ về gen đã giúp cá điện tiến hóa các cơ quan điện như thế nào. Phát hiện này cũng có thể giúp các nhà khoa học xác định chính xác các đột biến gen đằng sau một số bệnh ở người.
Sự tiến hóa đã tận dụng một số sai sót trong di truyền học của cá để phát triển các cơ quan điện. Tất cả các loài cá đều có các phiên bản trùng lặp của cùng một gen tạo ra các động cơ cơ nhỏ, được gọi là kênh natri. Để phát triển các cơ quan điện, cá điện đã tắt một bản sao của gen kênh natri trong cơ và bật nó trong các tế bào khác. Những động cơ nhỏ bé thường làm cho cơ co lại đã được sử dụng lại để tạo ra tín hiệu điện, và thì đấy! Một cơ quan mới với một số khả năng đáng kinh ngạc đã ra đời.
Harold Zakon, giáo sư khoa học thần kinh và sinh học tích hợp tại Đại học Texas ở Austin, đồng thời là tác giả của nghiên cứu cho biết: “Điều này thật thú vị vì chúng ta có thể thấy một thay đổi nhỏ trong gen có thể thay đổi hoàn toàn nơi nó được biểu hiện như thế nào.
Trong bài báo mới, các nhà nghiên cứu từ UT Austin và Đại học Bang Michigan mô tả việc phát hiện ra một đoạn ngắn của gen kênh natri này - dài khoảng 20 chữ cái - kiểm soát xem gen có được biểu hiện trong bất kỳ tế bào nhất định nào hay không. Họ xác nhận rằng ở cá điện, vùng kiểm soát này hoặc bị thay đổi hoặc bị mất tích hoàn toàn. Và đó là lý do tại sao một trong hai gen kênh natri bị tắt trong cơ của cá điện. Nhưng tác động của nó vượt xa quá trình tiến hóa của cá điện.
Zakon nói: “Vùng kiểm soát này có ở hầu hết các loài động vật có xương sống, bao gồm cả con người. "Vì vậy, bước tiếp theo về mặt sức khỏe con người sẽ là kiểm tra vùng này trong cơ sở dữ liệu gen người để xem có bao nhiêu biến thể ở người bình thường và liệu một số loại bỏ hoặc đột biến trong vùng này có thể dẫn đến giảm biểu hiện của các kênh natri hay không. , có thể dẫn đến bệnh tật. "
Tác giả đầu tiên của nghiên cứu là Sarah LaPotin, một kỹ thuật viên nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Zakon vào thời điểm nghiên cứu và hiện đang là ứng viên tiến sĩ tại Đại học Utah. Ngoài Zakon, các tác giả cao cấp khác của nghiên cứu là Johann Eberhart, giáo sư sinh học phân tử tại UT Austin, và Jason Gallant, phó giáo sư sinh học tích hợp tại Đại học bang Michigan.
Zakon cho biết gen kênh natri phải bị tắt trong cơ trước khi một cơ quan điện có thể phát triển.
Zakon cho biết: “Nếu họ kích hoạt gen trong cả cơ và cơ quan điện, thì tất cả những thứ mới đang xảy ra với các kênh natri trong cơ quan điện cũng sẽ xuất hiện trong cơ,” Zakon nói. "Vì vậy, điều quan trọng là phải cô lập sự biểu hiện của gen với cơ quan điện, nơi nó có thể tiến hóa mà không gây hại cho cơ."
Có hai nhóm cá điện trên thế giới - một ở Châu Phi và một ở Nam Mỹ. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cá điện ở châu Phi có đột biến trong vùng kiểm soát, trong khi cá điện ở Nam Mỹ bị mất hoàn toàn. Cả hai nhóm đều đi đến cùng một giải pháp để phát triển một cơ quan điện - làm mất biểu hiện của gen kênh natri trong cơ - mặc dù từ hai con đường khác nhau.
"Nếu bạn cuộn lại cuốn băng sự sống và chơi thử, nó sẽ phát lại theo cách tương tự hay nó sẽ tìm ra những cách mới về phía trước? Liệu quá trình tiến hóa có hoạt động lặp đi lặp lại theo cùng một cách không?" Gallant, người đã lai tạo cá điện từ Nam Mỹ được sử dụng trong một phần của nghiên cứu cho biết. "Cá điện hãy cố gắng trả lời câu hỏi đó bởi vì chúng đã nhiều lần tiến hóa những đặc điểm đáng kinh ngạc này. Chúng tôi tìm kiếm hàng rào trong bài báo này, cố gắng tìm hiểu làm thế nào mà các gen kênh natri này lại bị mất liên tục trong cá điện. Đó thực sự là một nỗ lực hợp tác . "
Một trong những câu hỏi tiếp theo mà các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ trả lời được là vùng điều khiển đã tiến hóa như thế nào để kích hoạt các kênh natri trong cơ quan điện.
