Hai nghiên cứu cùng tìm ra một gene tạo sắc đỏ của mỏ và lông chim

Gene này tạo ra một enzyme cho phép những con chim chuyển hóa các sắc tố vàng, có từ thức ăn của chúng, thành sắc tố đỏ và tích tụ trong lông (feather) hay mỏ (beak).

Hai nhóm nghiên cứu độc lập đã khám phá ra điều đó, bằng cách nghiên cứu DNA của những con chim hoặc có được hoặc mất đi màu đỏ.

Một nhóm tập trung tiến hành nghiên cứu trên chim họ sẻ (finch) mà đôi khi mỏ của nó mất màu đỏ; nhóm còn lại nghiên cứu một giống chim hoàng yến (canary) mà toàn bộ cơ thể nó có màu đỏ.

Cả 2 nghiên cứu được xuất bản trong tạp chí Current Biology.

“Chim không thể tự bản thân tổng hợp những sắc tố đỏ này mà phải lấy từ thức ăn của chúng,” tiến sĩ Miguel Carneiro thuộc Đại Học Porto, Bồ Đào Nha, nói với BBC News.

“Chúng ta đã biết từ lâu rằng sự chuyển hóa bằng enzyme cần thiết để sản sinh các sắc tố đỏ. Rất nhiều nhóm các nhà di truyền học, sinh lý học trong hàng thập kỷ đã cố gắng xác định loại enzyme thực hiện việc chuyển đổi này.”

Tiến sĩ Carneiro và các cộng sự bắt đầu cuộc tìm kiếm cuả họ với chim hoàng yến “yếu tố đỏ” – một loài động vật cưng có nguồn gốc từ những năm 1920, khi những người sành chim lai giống hoàng anh (canary) vàng phổ biến với giống hoàng yến (siskin) đỏ Nam Mỹ sáng và nổi bật.

“Một số người cho rằng đây chính là loài động vật biến đổi gene đầu tiên,” theo lời tiến sĩ Carneiro.

“Bằng nhiều lần lai giống, qua nhiều thế hệ, chúng cố định kỹ năng chuyển đổi sắc tố vàng thành sắc tố đỏ, ở một số dòng hoàng yến.”

Các Phẩm Nhuộm và Thuốc

Gene mà nhóm nghiên cứu phân định, tên gọi CYP2J19, mã hoá một enzyme thuộc về họ gia đình protein cytochrome P450.

Nó cũng chính là gene mà một nhóm nghiên cứu khác tìm hiểu, tại gần như cùng một thời điểm, đứng đầu bởi tiến sĩ Nicholas Mundy tại Đại Học Cambridge, Anh Quốc.

Tiến sĩ  Mundy nói rằng, “Đây là 1 nhóm lớn của cytochrome P450s và được biết đến nhiều nhất  vì chúng là các gene chuyển hóa hầu hết các thuốc trong cơ thể. Đa phần chúng hiện diện trong gan”.

Ông và cộng sự  nhận thấy rằng 1 nhóm nhỏ các gene này trên chromosome của chim sẻ vằn (zebra finch). Nhóm này liên hệ chặt chẽ  với các loài chim sẻ có mỏ vàng thay vì màu đỏ như bình thường, nghiên cứu trên phả hệ (pedigree) 95 loài chim.

Cuối cùng, họ đã tìm ra rằng mọi loài chim “mỏ vàng” – một chủng đột biến mà các nhà lai giống biết và sử dụng để kết hợp với những đặc điểm tốt khác – có đoạn nhỏ DNA chứa gene CYP2J19 bị loại bỏ.

Một Thêm Một Mất

Theo Tiến sĩ Carneiro, các phát hiện quan trọng mới phát sinh từ các nghiên cứu tiếp nối này.

“Thực tế, chúng ta đã xác định được cùng 1 gene trên 2 loài khác biệt cho thấy rằng điều đó có thể rất phổ biến trong thế giới loài chim, và một số loài sẽ sử dụng cùng cơ chế để sản xuất các sắc tố đỏ.”

Tiến sĩ Mundy đồng ý với ý kiến trên và chú ý rằng mỗi nhóm đã tiếp cận gene từ những hướng khác nhau.

“Chúng tôi nghiên cứu một đột biến mất chức năng (loss-of-function mutation), đi từ đỏ sang vàng, trong khi đó nhóm còn lại nghiên cứu một đột biến thêm chức năng (gain-of-function mutation): chim hoàng yến không phải bình thường là màu đỏ, và chúng thêm một đột biến từ một loài khác.”

“Trong khoa hoc… để chứng minh rằng một gen, một protein, hay bất cứ cái gì, liên quan đến điều gì đó, bạn cần chỉ ra rằng điều đó vừa cần thiết, để điều đó xảy ra, và đủ, để nó có thể thực hiện được chức năng của nó.”

“Trong trường hợp này, chúng tôi đã chỉ ra rằng gen là cần thiết, và họ thì chỉ ra rằng nó là đủ.”

IBSG – Animal Biology Group (chuyển ngữ)

Bài báo:

Jonathan Webb. Two studies find one gene for red beaks and feathers. BBC Science & Environment. 20 May 2016.

Xin mời Quý Độc Giả bỏ ra 2-5 phút để làm một khảo sát mức độ hài lòng về bài viết của IBSG tại đây. IBSG chân thành cảm ơn Quý Độc Giả.