Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  9
 Số lượt truy cập :  35361183
Barbara McClintock: Khám phá một số gene nhảy
Thứ sáu, 01-11-2024 | 08:44:16
Trong phần lớn thế kỷ 20, người ta cho rằng các gene là những thực thể ổn định được sắp xếp theo một mô hình tuyến tính có trật tự trên nhiễm sắc thể, giống như những hạt cườm trên một sợi dây. Vào cuối những năm 1940, Barbara McClintock đã thách thức các khái niệm đương thời về khả năng của gene khi bà khám phá ra một số gene có thể di động.
 
Các nghiên cứu của bà về hiện tượng gãy nhiễm sắc thể ở ngô đã dẫn McClintock tới khám phá một locus gãy nhiễm sắc thể có thể thay đổi vị trí của nó trong nhiễm sắc thể. Bà cũng phát hiện ra rằng tùy thuộc vào nơi chúng chèn vào nhiễm sắc thể, các yếu tố di động này có thể thay đổi biểu hiện của các gene khác một cách thuận nghịch. Bà tóm tắt dữ liệu về các yếu tố có thể chuyển vị đầu tiên mà mình khám phá được, Ac và Ds, trong Bài báo kinh điển PNAS: “The origin and behavior of mutable loci in maize”. Tuy các nhà di truyền học về ngô chấp nhận sự tồn tại của chúng tương đối sớm, song phải mất nhiều thập kỷ thì giới khoa học mới rộng rãi chấp nhận tính phổ biến của các yếu tố di truyền di động và ý nghĩa của những khám phá mà McClintock tìm ra.

Vào những năm 1970, những bước tiến lớn trong sinh học phân tử đã dẫn tới khám phá transposon ở các sinh vật khác, bắt đầu với virus và vi khuẩn. Việc xác nhận rằng transposon phổ biến trong số các sinh vật nhân chuẩn cuối cùng cũng khiến giới khoa học trân trọng khám phá độc đáo của bà. McClintock đã nhận được một số giải thưởng danh giá, bao gồm Huân chương Khoa học Quốc gia năm 1970 và đỉnh cao là Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học được trao cho một mình bà vào năm 1983.

McClintock bắt đầu đặt ra những câu hỏi về ngô từ rất lâu trước khi bà xác định được sự chuyển vị. Những đóng góp ban đầu của bà cho lĩnh vực di truyền học tế bào ngô – sự kết hợp giữa các kỹ thuật di truyền cổ điển và kiểm tra bằng kính hiển vi các nhiễm sắc thể ngô nhuộm màu – đã tạo tiền đề cho khám phá sau này của bà.

Quan sát kỹ nhiễm sắc thể ngô

Sau khi nhận bằng Cử nhân khoa học tại Trường Nông nghiệp Cornell vào năm 1923, McClintock học lên và lấy bằng Tiến sĩ về thực vật học vào năm 1927, rồi tiếp tục nghiên cứu với vai trò giảng viên tại ngôi trường này. Trong thời gian đó, McClintock đã phát triển các kỹ thuật nhuộm để trực quan hóa các nhiễm sắc thể của ngô – các kỹ thuật sau này giúp bà khám phá ra hiện tượng chuyển vị. Vào năm 1929, bà đã cải tiến các kỹ thuật này đủ để phân biệt từng cái trong số 10 nhiễm sắc thể ngô, cho phép các nhà nghiên cứu liên kết dữ liệu di truyền với hành vi của nhiễm sắc thể. McClintock cũng giúp xác định tất cả các nhóm liên kết ngô, các gene được di truyền cùng nhau do chúng nằm gần nhau trên cùng nhiễm sắc thể.

Đến năm 1932, McClintock cho xuất bản chín bài báo về nhiễm sắc thể ngô, bao gồm các nghiên cứu về tâm động và nhân con, và một bài báo mang tính bước ngoặt trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (PNAS) vào năm 1931 trong đó bà cùng nghiên cứu sinh Harriet Creighton đã chứng minh sự trao đổi chéo di truyền ở cấp độ nhiễm sắc thể, đồng thời chỉ ra tái tổ hợp di truyền liên quan tới sự trao đổi vật lý các đoạn nhiễm sắc thể - một đóng góp lớn cho lĩnh vực di truyền học.

Bằng những thành tựu quan trọng này, ở tuổi 42, bà được bầu vào Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia vào năm 1944. Một năm sau đó, bà được bầu làm chủ tịch nữ đầu tiên của Hiệp hội Di truyền Hoa Kỳ.

Năm 1941, bà được bổ nhiệm vào vị trí nghiên cứu chính thức tại Khoa Di truyền học của Viện Carnegie Washington, và chính tại đây bà đã khám phá ra quá trình chuyển vị.
 
Barbara McClintock trong phòng thí nghiệm tại Cold Spring Harbor, New York, ngày 26/3/1947. Nguồn: Thư viện Hiệp hội Triết học Hoa Kỳ
Barbara McClintock trong phòng thí nghiệm tại Cold Spring Harbor, New York, ngày 26/3/1947. Nguồn: Thư viện Hiệp hội Triết học Hoa Kỳ.


Đứt gãy nhiễm sắc thể và Transposon

Tại Viện Carnegie, McClintock tiếp tục các nghiên cứu trước về cơ chế đứt gãy và hợp nhất nhiễm sắc thể ở ngô. Bà xác định được một sự kiện đứt gãy nhiễm sắc thể luôn xảy ra tại cùng một vị trí trên nhiễm sắc thể số 9 của ngô – bà đặt tên là locus “Ds” hay “dissociation” (phân ly). Trong nhiều năm liền bà nghiên cứu locus này và phát hiện Ds có thể thay đổi vị trí trong nhiễm sắc thể. Các thí nghiệm thêm với locus Ds cho thấy đứt gãy nhiễm sắc thể tại locus này đòi hỏi một locus trội thứ hai, locus này lại có thể bắt đầu sự chuyển vị của chính nó. McClintock đặt tên cho locus thứ hai này là Activator (kích hoạt) hay Ac, và phát hiện một yếu tố Ac tại một vị trí khác hay thậm chí một nhiễm sắc thể khác có thể kích hoạt đứt gãy nhiễm sắc thể Ds.

Bài báo Kinh điển PNAS năm 1950 của McClintock đã tóm tắt nhiều năm dữ liệu thực nghiệm để hỗ trợ cho quá trình chuyển vị Ds và Ac. Trong đó, bà lưu ý rằng Ds và Ac có thể chuyển vị, chúng chèn vào đâu có thể dẫn đến đột biến không ổn định, và transposon di chuyển từ các locus đột biến có thể khôi phục chức năng của gene. McClintock tiếp nối bài báo ấy bằng một phát biểu tại Hội thảo Cold Spring Harbor (1951), mô tả khám phá của mình về chuyển vị. Khi bà nói xong, nhà di truyền học Evelyn Witkin nhớ lại, toàn bộ khán phòng đều im phăng phắc - báo trước thái độ lạnh nhạt ban đầu với những phát hiện của McClintock.

Phản ứng im lặng

McClintock mô tả phản ứng ban đầu với khám phá của bà là “hoang mang, thậm chí thù địch”. Nói bao quát về cộng đồng khoa học, bà nói: “Tôi đã rất sửng sốt khi thấy họ không hiểu nó, không coi trọng nó”. Khái niệm chuyển vị không hề dễ dàng phù hợp với khuôn khổ di truyền học vào thời điểm đó. Phát hiện của McClintock về các đột biến bật và tắt gene bất đồng với ý tưởng đương thời rằng các đột biến làm gene bất hoạt vĩnh viễn. Hơn nữa, nhiều thập kỷ dữ liệu lập bản đồ di truyền cho thấy các gene được sắp xếp tuyến tính ở các vị trí cố định so với nhau, điều này khiến các nhà nghiên cứu khó lòng chấp nhận rằng các gene có thể di truyền trong bộ gene.

Phản ứng lạnh nhạt của giới khoa học không khiến McClintock nản lòng thoái chí, bà tiếp tục đi theo con đường mà mình tin là đúng. Vào những năm 1950, McClintock phát hiện một yếu tố di động mới: Suppressor-Mutator (Spm), và cơ chế điều hòa phức tạp của nó. Spm có thể chuyển đổi qua lại giữa dạng “bất hoạt” và dạng hoạt động – bà gọi đây là “thay đổi pha”, hiện được biết là kết quả của quá trình methyl hóa. Một số dạng Spm chuyển đổi giữa các pha bất hoạt và hoạt động trong quá trình phát triển, trong khi các dạng khác cho thấy các kiểu biểu hiện cụ thể và chỉ hoạt động ở một số bộ phận nhất định trên cây. Những nghiên cứu tiên phong này đã báo trước tầm quan trọng của biểu sinh học, những thay đổi di truyền không do thay đổi trong trình tự gene gây ra, trong quá trình phát triển.

Sự công nhận muộn màng

Một thời gian ngắn trước khi McClintock chính thức nghỉ hưu vào năm 1967, các yếu tố di truyền được phát hiện trong thực khuẩn thể – virus lây nhiễm vi khuẩn. Chúng sẽ sớm được phát hiện trong chính vi khuẩn, và cuối cùng là trong ruồi giấm. Cộng đồng khoa học dần nhận ra transposon không chỉ có ở trên ngô mà thực tế là phổ biến ở nhiều loài.

Năm 1983, 35 năm sau bài báo đầu tiên về chuyển vị được công bố, và 33 năm sau Bài báo Kinh điển PNAS, McClintock đã được trao giải Nobel.

 

theo PNAS.

Trở lại      In      Số lần xem: 133

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Hơn 120 quốc gia ký kết Hiệp ước Paris về biến đổi khí hậu
  • Một số giống đậu tương mới và mô hình chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên đất lúa tại Đông Nam Bộ và Đồng Bằng Sông Cửu Long
  • Các nước cam kết chống biến đổi khí hậu
  • 12 giống hoa được công nhận bản quyền
  • Thảo luận việc quản lý nước theo cơ chế thị trường
  • Lượng nước ngầm trên Trái đất đạt 23 triệu kilômét khối
  • Sản xuất hồ tiêu thế giới: Hiện trạng và Triển vọng
  • Triển vọng tích cực cho nguồn cung ngũ cốc toàn cầu năm 2016
  • Cây trồng biến đổi gen với hai tỷ ha (1996-2015); nông dân hưởng lợi >150 tỷ usd trong 20 năm qua
  • Cơ hội cho gạo Việt
  • Việt Nam sẽ áp dụng cam kết TPP cho thêm 40 nước
  • El Nino có thể chấm dứt vào cuối tháng 6
  • Chi phí-hiệu quả của các chương trình bệnh động vật "không rõ ràng"
  • Xuất khẩu hồ tiêu: Gậy ông đập lưng ông
  • Đất có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lượng khí nhà kính
  • Quản lý và phát triển thương hiệu gạo Việt Nam
  • Những cách nổi bật để giải quyết những thách thức về hệ thống lương thực toàn cầu
  • Lập bản đồ các hộ nông dân trồng trọt trên toàn thế giới
  • Hỗ trợ chuyển đổi từ trồng lúa sang trồng ngô
  • Nếu không được kiểm soát, cỏ dại sẽ gây thiệt hại kinh tế tới hàng tỷ USD mỗi năm
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD