Một trong 4
con thằn lằn bạch tạng cùng với một con mẫu không chỉnh sửa (Ảnh:
Đại học Georgia)
Nhà khoa học dẫn đầu Douglas
Menke chọn thằn lằn nâu để nghiên cứu vì quần thể tách biệt của loài
này được biết tiến hóa độc lập các đặc điểm phân biệt trên các vùng
đảo khác nhau trên biển Caribe. Tuy nhiên, chỉnh sửa gen bất kỳ một
loài bò sát nào thực tế vẫn đối mặt với một số thách thức.
Thông thường, khi sử dụng công
cụ biên tập gen CRISPR, các nhà khoa học tiêm các dung dịch chỉnh sửa
gen vào trứng mới thụ tinh của một con vật hoặc vào một phôi thai đơn
bào. Điều này gây ra một đột biến trong DNA mà sẽ được tái tạo trong
tất cả các tế bào đã phát triển sau đó.
Mặc dù vậy, ở loài bò sát,
con cái có khả năng giữ tinh trùng trong vòi trứng rất lâu sau khi giao
phối, khiến rất khó xác định khi nào việc thụ tinh của trứng thực sự
diễn ra. Hơn nữa, khi trứng được thụ tinh, lớp vỏ mềm của nó và
thiếu một không gian chứa không khí bên trong làm cho rất khó thao tác
với phôi mà không gây tổn hại cho nó.
Để giải quyết những thách
thức đó, Menke và các đồng sự đã sử dụng công cụ CRISPR-Cas9 để tiêm
các protein CRISPR vào trứng chưa trưởng thành (hay còn gọi là noãn
bào) vốn vẫn còn nằm bên trong buồng trứng của thằn lằn. Sau đó, họ
chỉ đơn giản là chờ trứng được thụ tinh tự nhiên. Tổng thể, các nhà
khoa học đã tiêm 146 trứng vào 21 con thằn lằn, nhắm vào gen tyrosinase
– khi gen này bị vô hiệu hóa sẽ dẫn tới bệnh bạch tạng. Sau vài tuần,
kết quả cuối cùng là 4 chú thằn lằn hồng.
Một điều chú ý phụ thú vị
là tất cả những còn thằn lằn này đều biểu hiện tyrosinase được sửa
đổi trong các bản sao gen được di truyền từ cả bố và mẹ chúng. Theo
các nhà khoa học, điều này khẳng định rằng các protein CRISPR vẫn còn
hoạt động ở trong thằn lằn mẹ lâu hơn dự đoán, gây đột biến cho các
gen của bố mẹ sau khi việc thụ tinh diễn ra.
“Đó là một điều bất ngờ.
Nó cho chúng ta thấy các yêu cầu chức năng của gen mà không cần phải
tạo giống những con vật bị đột biến để sinh ra con được thừa hưởng
gen đột biến từ cả bố lẫn mẹ. Đó là một sự tiết kiệm thời gian
lớn”, Menke cho biết.
Ngoài ra, nghiên cứu cũng có
thể dẫn tới các phương pháp điều trị cải tiến cho vấn đề về mắt ở
người. Tuy tyrosinase cần thiết cho sự phát triển của mắt ở người và
thằn lằn nhưng nó lại không hiện diện trong các loài động vật được
nghiên cứu phổ biến như chuột. Nay có khả năng thằn lằn sẽ được sử
dụng trong các nghiên cứu về sức khỏe của mắt.
LH (New Atlas)