Ong Chuyển Đổi Giới Tính

Việc phá vỡ một gen duy nhất khiến phôi nữ về mặt di truyền phát triển thành con đực.

Có rất nhiều điều liên quan đến việc xác định giới tính của ong mật hơn hầu hết chúng ta nghĩ. Khi chúng tôi mới là những người đam mê ong mật, điều tạo nên một con ong đực hay ong cái có lẽ là một trong những sự thật sinh học về ong đầu tiên mà chúng tôi biết được: Trứng có một bộ nhiễm sắc thể sẽ trở thành con đực và trứng có hai bộ nhiễm sắc thể sẽ trở thành con cái, người ta nói. truyền thuyết. Nếu người hướng dẫn ong của bạn đặc biệt am hiểu, họ thậm chí có thể nói với bạn rằng tất cả đều bắt nguồn từ một phần cụ thể của DNA – gen xác định giới tính miễn phí (csd) – và trong một số trường hợp hiếm hoi, có thể có con đực có đôi số lượng nhiễm sắc thể mà chúng lẽ ra phải có. Nhưng nó thậm chí còn phức tạp hơn thế.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Heinrich-Heine ở Đức đã phát hiện ra rằng việc phá vỡ một gen duy nhất (nữ tính hóa) ở ong mật là đủ để chuyển đổi hoàn toàn ong cái thành ong đực. Annika Roth và Tiến sĩ Martin Beye, những nhà nghiên cứu chính của nghiên cứu (gần đây đã được công bố trên tạp chí PLOS Biology)1, đã sử dụng hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR để sửa đổi gen nữ tính hóa và kích hoạt công tắc giới tính. Họ thậm chí còn đi xa hơn khi chứng minh rằng việc chỉnh sửa một gen khác, gen doublesex, khiến ong cái phát triển các cơ quan giống tinh hoàn hơn là buồng trứng, trong khi vẫn giữ được khuôn mặt và hình dáng nữ tính. Có nhiều điều liên quan đến việc xác định giới tính của ong mật hơn hầu hết chúng ta nghĩ. Khi chúng tôi mới là những người đam mê ong mật, điều tạo nên một con ong đực hay ong cái có lẽ là một trong những sự thật sinh học về ong đầu tiên mà chúng tôi biết được: Trứng có một bộ nhiễm sắc thể sẽ trở thành con đực và trứng có hai bộ nhiễm sắc thể sẽ trở thành con cái, người ta nói. truyền thuyết. Nếu người hướng dẫn ong của bạn đặc biệt am hiểu, họ thậm chí có thể nói với bạn rằng tất cả đều bắt nguồn từ một phần cụ thể của DNA – gen xác định giới tính miễn phí (csd) – và trong một số trường hợp hiếm hoi, có thể có con đực có đôi số lượng nhiễm sắc thể mà chúng lẽ ra phải có. Nhưng nó thậm chí còn phức tạp hơn thế.

Roth cho biết: “Giới tính của con người được xác định thông qua nhiễm sắc thể X và Y, nhưng ở ong mật, điều đó thường được xác định bằng việc trứng có được thụ tinh hay không”. “Những đột biến giới tính kép phát triển các cơ quan sinh sản liên giới tính không phải nam hay nữ.” Nghiên cứu của Roth tập trung vào gen giới tính vì cô ấy quan tâm đến việc tìm hiểu xem biểu hiện gen giới tính có mối liên hệ như thế nào với thức ăn mà ấu trùng ăn và liệu một con ong có phát triển thành ong thợ hay ong chúa hay không, ngoài việc trở thành con cái nói chung. “Chúng tôi đã tiến một bước lớn trong việc tìm hiểu cách thức tích hợp tín hiệu thực phẩm bên ngoài với tín hiệu di truyền bên trong”.

Ý tưởng ong chuyển đổi giới tính bằng cách phá vỡ một gen đơn lẻ nghe có vẻ đáng báo động, nhưng trên thực tế, những kết quả này không thực sự đáng ngạc nhiên. Dữ liệu này mô phỏng nghiên cứu trước đó từ hơn một thập kỷ trước, đạt được kết quả tương tự bằng cách sử dụng một kỹ thuật khác (can thiệp RNA) để phá vỡ một số gen giống nhau. Các gen nữ tính hóa và giới tính kép là một phần của tầng xác định giới tính: Mỗi gen trong tầng hoạt động giống như một công tắc và khi tất cả các công tắc được bật về một hướng, một con ong cái sẽ ra đời. Bên kia là một người đàn ông.

Tất cả bắt đầu từ gen csd (Hình 1). Giống như bạn có thể đã học được từ sớm trong sự nghiệp nuôi ong của mình, việc có hai bản sao khác nhau của gen này (kết quả bình thường của quá trình thụ tinh) là điều mà di truyền lập trình để trứng trở thành con cái. Các gen chứa các hướng dẫn tạo ra RNA thông tin (mRNA), sau đó được dịch thành protein – những cỗ máy thu nhỏ thực hiện hầu hết các công việc cho tế bào của chúng ta. Chúng tôi vẫn không biết tại sao, nhưng các protein do gen csd tạo ra không hoạt động khi chỉ có một bản sao hoặc khi cả hai bản sao đều giống nhau. Nhưng khi hai bản sao khác nhau – nghĩa là chúng có trình tự hơi khác nhau – chúng phối hợp với nhau để bật công tắc tiếp theo trong tầng xác định giới tính (gen nữ hóa). Khi bật bộ phận nữ tính hóa, nó sẽ sắp xếp lại mRNA của gen tiếp theo (doublesex) thành một trình tự mới quy định sự phát triển của cơ quan sinh dục nữ. Mặt khác, trình tự giới tính đôi mặc định vẫn được giữ nguyên, quy định sự phát triển của cơ quan sinh dục nam.

Dòng thác này nghe có vẻ giống như một cuộc rượt đuổi ngỗng phức tạp. Nhưng nếu hệ thống là một loạt các công tắc, thì công tắc đầu tiên là liệu các protein CSD có chức năng (nữ) hay không (nam), công tắc thứ hai là liệu chất nữ hóa có chức năng (nữ) hay không (nam) và công tắc thứ ba là liệu lưỡng tính diễn ra theo trình tự dành riêng cho nam hay nữ. Sử dụng kỹ thuật di truyền, Roth, Beye và các đồng nghiệp của họ đã chỉ ra rằng công tắc đầu tiên có thể bị phá vỡ; nghĩa là, mặc dù về mặt di truyền là ong cái, nhưng việc loại bỏ gen nữ tính hóa là đủ để chuyển đổi hoàn toàn một con ong cái thành ong đực. Nhưng việc loại bỏ doublesex chỉ làm thay đổi cơ quan sinh dục (không phải kiểu cơ thể) và chỉ đôi khi, khiến nó giống một biến trở hơn là một công tắc nhị phân.

Kỹ thuật di truyền là một công cụ nghiên cứu vô cùng mạnh mẽ. Các nhà khoa học đã sử dụng nó từ những năm 1970, khi con chuột biến đổi gen đầu tiên được tạo ra bởi Rudolf Jaenisch và Beatrice Mintz3 (Hình 2). Ngày nay, chuột biến đổi gen là một phần không thể thiếu trong nghiên cứu y học, vì chúng có thể được thiết kế để mắc các bệnh giống con người và cho phép chúng ta khám phá các phương pháp điều trị mới. Chỉ với một cú bấm nút và thẻ tín dụng, các nhà nghiên cứu có thể đặt hàng chuột biến đổi gen từ công ty Jackson Laboratories, nơi chuyên sản xuất chuột cho nghiên cứu y sinh, được giao thẳng đến cửa phòng thí nghiệm của họ. Ruồi giấm biến đổi gen cũng có sẵn trên thị trường cho các phòng thí nghiệm nghiên cứu và đã mở khóa vô số thông tin về sự phát triển, từ sự phát triển của phôi thai đến biến thái. Và tuyến trùng biến đổi gen, với hệ thống thần kinh đơn giản của chúng, đã khai quật được các sắc thái của mạch thần kinh. Tất cả những sinh vật này đã đóng góp đáng kể vào sự hiểu biết của chúng ta về các quá trình sinh học gây ra bệnh tật ở người. Và lĩnh vực này đang tiếp tục mở rộng.

Ngày nay, kỹ thuật di truyền đang mở rộng ra ngoài giới hạn của các sinh vật mô hình thông thường, tiếp cận các loài ít được nghiên cứu như ong mật, chủ yếu là do có các công cụ sinh hóa tiên tiến hơn. Trong công việc của mình, Roth và Beye đã sử dụng một kỹ thuật gọi là CRISPR – một công cụ chỉnh sửa gen tương đối mới, hiệu quả cao. CRISPR là một hệ thống phân tử có nguồn gốc từ….

======

Bài viết được biên soạn bởi Mật Ong Golden Bee https://goldenbee.com.vn/

Tất cả về Mật Ong https://goldenbee.com.vn/mat-ong

Mật Ong Sỉ https://goldenbee.com.vn/mat-ong-si

Thông tin về Ong Mật https://goldenbee.com.vn/ong-mat

Sản phẩm Mật Ong Nguyên Chất Golden Bee https://goldenbee.com.vn/san-pham/mat-ong-nguyen-chat-golden-bee

Kỹ Thuật Nuôi Ong Mật Tại Nhà https://goldenbee.com.vn/ky-thuat-nuoi-ong-mat-tai-nha

Tác giả: Ong Mật Golden Bee