13:52 - 02/01/2016
Tái lập trình não kiến để thay đổi hành vi của chúng
TTTG.VN – Kiến có thể có một não trạng bầy đàn, nhưng não cá thể của chúng có thể tái lập trình hoàn toàn, theo một nghiên cứu mới.
Tái lập trình qua điểu khiển gen bên-trên (epigenitic)
Các nhà khoa học ở Mỹ đã có thể thay đổi hành vi của kiến thợ bằng cách tinh chỉnh hoạt động gen của chúng, được gọi là tái lập trình.
Tuy các cơ chế tương tự được bảo mật cao, những phát hiện nói trên ám chỉ khả năng tái lập trình hành vi của các động vật khác, thậm chí cả con người.
Nhằm tái lập trình những con kiến, một nhóm các nhà khoa học do GS Shelley Berger, Đại học Pennsylvania, đứng đầu, đã tập trung vào việc kiểm soát gen-bên trên (epigenitic), bằng cách mở gen này đóng gen kia nhưng không làm thay đổi vĩnh viễn DNA của kiến.
Họ phát hiện việc thao tác một lớp kiểm soát gen mở ra khả năng tái lập trình các con kiến để thay đổi hành vi cắn phá của chúng.
Những bầy kiến thợ được chia thành hai loại.
Những con kiến thợ chính là những con kiến lớn có đầu nở nang và hàm dưới mạnh mẽ dùng để di chuyển các mẩu thực phẩm lớn và bảo vệ bầy chống lại các cuộc tấn công.
Những con kiến thợ phụ nhỏ con hơn, “chiến lược” hơn lo chạy lon ton đi săn thức ăn, phân bổ những con kiến khác làm việc, chiếm tỷ lệ hai trên một so với kiến thợ chính.
Các nghiên cứu trước đó bởi nhóm chuyên gia cho thấy các kiểm soát epigenitic chuyên trách việc xác định kiến nào là thợ chính kiến nào là thợ phụ.
Nói cách khác, các gen tương tự ấy được “bật” lên ở cả hai loại kiến, nhưng một kiểm soát bổ sung quyết định chúng phát triển thành thợ chính và phụ như thế nào.
Một nghiên cứu trước đây cho biết nơi kiến thợ phụ, các gen liên quan đến phát triển não tích hoạt hơn.
Nhằm giữ cho mọi thứ gọn gàng và được bảo vệ, những DNA bên trong các tế bào được đóng gói chặt hơn.
Tác động vào các protein hình cầu
Những sợi DNA được cuộn chung quanh những protein hình cầu có tên là histone – kiểu như xoắn sợi dây điện thoại chung quanh ngón tay của bạn – rồi cấu trúc ấy được đóng gói chặt hơn vào các phức hợp protein lớn hơn.
Nhưng bổ sung một nhóm hóa chất có tên là acetyl vào các histone – một quá trình được gọi là acetyl hóa – làm cho chúng nới dãn ra để lộ sợi DNA ra và cho phép gen được đọc và giải mã dễ dàng.
Bằng cách thêm vào hoặc lấy đi các hóa chất có chức năng “lưu ý gởi-nó-đi” vào các histone, cơ thể có thể ấn định gen được biểu lộ như thế nào, đánh động một cách hiệu quả hoạt động của gen lên hoặc xuống.
Các nhà khoa học phát hiện rằng kiểu sửa đổi epigenitic có thể được sử dụng để thay đổi hành vi của kiến.
“Những kết quả cho thấy sự dễ uốn nắn hành vi nơi kiến, và khả năng tương tự xảy ra ở các động vật khác khi sửa đổi histone,” TS Daniel Simola, một nhà sinh học tại Pennsylvania và và đồng chủ nhiệm và tác giả của nghiên cứu, cho biết.
Khi nhóm nghiên cứu cho những con kiến thợ phụ dùng một loại thuốc ngăn việc loại bỏ các nhóm acetyl khỏi histone, chẳng hạn, các con kiến cắn phá và săn lùng thực phẩm nhiều hơn.
Nhưng khi chúng được dùng một loại thuốc ức chế acetyl hóa – các nhóm acetyl không thể thêm vào – chúng cắn phá kém đi.
Đối với kiến thợ chính, thuốc ức chế không gây thay đổi trong hoạt động cắn phá. Tuy nhiên, khi các nhà nghiên cứu tiêm các tác nhân ức chế vào não của các con kiến thợ chính còn non, hoạt động cắn phá được đẩy lên tương đương mức độ như kiến thợ phụ.
Nhóm nghiên cứu nhận ra rằng chỉ một liều duy nhất thuốc ức chế đủ để gây ra và duy trì sự cắn phá mức độ kiến thợ phụ ở kiến thợ chính trong 50 ngày.
Các phát hiện cho thấy có một cửa sổ phát triển quan trọng, một cửa sổ epigenitic về sự dễ tổn thương ở não các con kiến còn bé, làm cho chúng nhạy cảm hơn đối với các yếu tố môi trường.
Một yếu tố quan trọng mà nghiên cứu kiến phát hiện là một enzyme có tên là CBP – tác nhân đưa nhóm acetyl vào histone.
Enzyme này trước đây đã tìm thấy trong học tập và trí nhớ ở chuột nhắt và đột biến trong những điều kiện nhận thức nào đó nơi người.
GS Berger bổ sung: “Từ các nghiên cứu động vật hữu nhủ, rõ ràng đó là một protein quan trọng có liên quan đến học tập và trí nhớ.
“Việc phát hiện CBP đó giữ một vai trò quan trọng trong thiết lập các hành vi xã hội khác nhau ở kiến , và cho thấy thật thuyết phục rằng các khám phá ở kiến có thể hàm ý rộng lớn hơn trong việc tìm hiểu tổ chức xã hội.”
Nghiên cứu được công bố trên Science.
Khởi Thức
Ý kiến của bạn về bài viết
Không có chức năng bình luận cho bài viết này