Tin tức Vũ trụ TV

Nhím biển sinh sản nhanh hơn: Một mô hình động vật trở lại cho sinh học phát triển

Ngày:
Th5 20, 2020
Tóm lược:

Các nhà nghiên cứu đã xác định được một loài nhím biển với chu kỳ sinh sản tương đối ngắn là sáu tháng. Họ đã sử dụng công nghệ CRISPR để loại bỏ một gen cung cấp sắc tố. Nhím biển bạch tạng đực sống sót. Vượt qua những con này với nhím biển hoang dã và sau đó sinh sản con cái mang lại đột biến bạch tạng thế hệ thứ hai trưởng thành đến tuổi trưởng thành.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Nhím biển. Kiểm soát nhím biển lớn đồng tính (trái) và Pks1 homozygous (phải). Cả hai đều là thế hệ F2.
Nhím biển. Kiểm soát nhím biển lớn đồng tính (trái) và Pks1 homozygous (phải). Cả hai đều là thế hệ F2.

Đối với một số người, nhím biển là một bổ sung đẹp cho hồ cá, trong khi đối với những người khác, chúng chỉ đơn giản là một thành phần trong một loại sushi phổ biến. Tuy nhiên, đối với các nhà sinh học phát triển, chúng đại diện cho hơn 100 năm nghiên cứu và giáo dục. Bởi vì trứng của chúng trong suốt, sự phát triển phôi và thậm chí hành vi thụ tinh đã được xem dễ dàng bằng kính hiển vi trong những năm 1800. Ngoài phôi, nhím biển có cuộc sống lâu dài – một số loài sống tới 200 năm – khiến chúng trở nên thú vị đối với các nhà sinh học phát triển nghiên cứu về lão hóa.

Tuy nhiên, cùng với cuộc sống lâu dài của chúng đến một chu kỳ sinh sản dài. Các loài nhím biển được nghiên cứu nhiều nhất có chu kỳ sinh sản từ một đến hai năm. Đây là một hạn chế nghiêm trọng đối với nghiên cứu tập trung vào việc loại bỏ, chèn hoặc chỉnh sửa gen, vốn dựa vào con cái được tạo ra nhanh chóng. Khi hiểu được chức năng chính xác của gen đã thống trị lĩnh vực sinh học phát triển, nhím biển đã không còn được ưa chuộng như một động vật mẫu.

Giáo sư Shunsuke Yaguchi và nhóm của ông tại Trung tâm nghiên cứu biển của Đại học Tsukuba Shimoda cảm thấy rằng vẫn có thể học được nhiều điều từ sinh học nhím biển và tìm cách giảm thời gian chu kỳ sinh sản. Giáo sư Yaguchi giải thích: “Chúng tôi đã kiểm tra một số loài nhím biển và sửa đổi nguồn cung cấp thực phẩm và môi trường của chúng”. Thông qua những nỗ lực này, họ đã tìm thấy Temnopleurus reevesii, một loài có chu kỳ sinh sản chỉ nửa năm.

Như một bằng chứng về nghiên cứu khái niệm, các nhà nghiên cứu tập trung vào một gen chịu trách nhiệm sản xuất sắc tố tạo màu cho nhím biển. Sử dụng công nghệ CRISPR, họ đã loại bỏ một gen sắc tố trong một đột biến T. reevesii tự nhiên có màu đỏ tươi. Quy trình sản xuất thành công đột biến bạch tạng, nhưng có một nhược điểm: chỉ có nhím biển đực còn sống sót. Do đó, để tạo ra các đột biến thế hệ đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã sử dụng trứng từ T. reevesii hoang dã và tinh trùng từ các đột biến bị loại. Sau đó, họ sử dụng con đực và con cái thế hệ thứ nhất để tạo ra các đột biến thế hệ thứ hai thiếu cả hai bản sao của gen sắc tố.

Những con nhím biển này bị bạch tạng và có thể biến chất thành cá con và tiến đến tuổi trưởng thành. Nhưng tỷ lệ sống sót khá thấp. Nhiều ấu trùng nhím biển bạch tạng từ thế hệ F2 không thể sống sót khi tiếp xúc với tia cực tím. Điều này cho thấy rằng sắc tố có thể giúp bảo vệ nhím biển khỏi tia UV hoặc sửa chữa các mô bị hỏng.

Đã chỉ ra rằng chỉnh sửa gen là có thể và thực tế ở loài nhím biển này, nghiên cứu trong tương lai có thể sử dụng các kỹ thuật này trong nhím biển để thúc đẩy lĩnh vực sinh học phát triển.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Tsukuba . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Shunsuke Yaguchi, Junko Yaguchi, Haruka Suzuki, Sonoko Kinjo, Masato Kiyomoto, Kazuho Ikeo, Takashi Yamamoto. Thành lập nhím biển loại đồng hợp tử . Sinh học hiện tại , 2020; 30 (10): R427 DOI: 10.1016 / j.cub.2020.03.057

Bài viết liên quan

Bài viết mới