Khám phá mới về cơ chế phát triển cơ quan sinh dục ngoài

Công trình của Tschopp và các cộng sự tại Đại Học Y Harvard được đăng trên tạp chí Nature ngày 5 tháng Mười Một 2014. Trong công trình này, các tác giả đã giải thích rõ hơn cơ chế phát triển cơ quan sinh dục ngoài (external genitalia – CQSDN). 

Để giải đáp vấn đề này, các tác giả đã sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp vi điện toán (micro-computed tomography), lineage tracing of 3 amniote clades, và tiểu sử phiên mã dựa trên trình tự RNA.

Theo công trình, lỗ huyệt phôi (embryonic cloaca) giải phóng các tin hiệu phân tử tới các tế bào lân cận để kích thích sự phát triển CQSDN. Vị trí của lỗ huyệt phôi sẽ quyết định tới việc tế bào nào nhận được các tín hiệu trước. Ở rắn và thằn lằn, lỗ huyệt phôi nằm gần trung bì tấm bên (lateral plate mesoderm). Chính mô này cũng tạo ra 2 chi sau. Còn ở động vật có vú, lỗ huyệt phôi nằm gần nụ đuôi (tail bud).

Để kiểm chứng, nhóm tác giả đã cấy lỗ huyệt phôi lên 2 nhóm phôi gà. Nhóm 1: cấy gần nụ chi (limb bud); Nhóm 2: cấy gần nụ đuôi. Quan sát thấy ở cả hai nhóm, các tế bào nằm gần lỗ huyệt phôi có tạo thành một phần CQSDN. 

Như vậy, mặc dù các tế bào tạo ra CQSDN ở động vật có vú và bò sát là khác nhau, nguồn gốc và các phân tử tín hiệu là giống nhau. Chính sự dịch chuyển của nguồn phát tín hiệu trong quá trình tiến hóa đã dẫn đến sự phát triển CQSDN ở những mô khác nhau. Đồng thời, điều này giải thích tại sao các chi và CQSD sử dụng các cơ chế điều hòa gene giống nhau trong quá trình phát triển. 

Huy Vũ

Đăng lần đầu ngày 6.11.2014

Nguồn Hình: Nature. Sự dịch chuyển vị trí tương đối của chi, CQSD, và lỗ huyệt ở chuột và rắn. 

Tài Liệu Tham Khảo:

1. Tschopp, Patrick, et al. “A relative shift in cloacal location repositions external genitalia in amniote evolution.” Nature 516.7531 (2014): 391-394.