Công nghệ CRISPR mang lại cho các nhà khoa học một cách hoàn toàn mới để hiểu về gen và tiến hóa (Ảnh: William Atkins/ GW Today)

2 nghiên cứu tập trung vào 2 gen trước đây đã được xác định là quan trọng trong sự phát triển của hoa văn cánh bướm. Được gọi là WntA và optix, các nhà nghiên cứu mô tả chúng là “gen hội họa” và qua một số thí nghiệm, họ đã quan sát được điều gì xảy ra ở các loài bướm khác nhau khi mỗi gen được tắt có lựa chọn.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học George Washington đã kiểm tra gen WntA và phát hiện ra rằng gen này có ảnh hưởng hoa văn khác đáng kể trong nhiều loài bướm khác nhau. Ở một số loài, tắt gen này ảnh hưởng đến sự phát triển của các hoa văn giống dải trong khi ở các loài khác gen này kiểm soát ranh giới giữa các trường màu khác nhau.

Tổng quát hơn, gen này có thể được coi là đảm nhiệm điều khiển ranh giới của các hoa văn ở mọi loài bướm. Nói về tự nhiên, đồng tác giả dẫn đầu nghiên cứu Arnaud Martin giải thích: “Nó đặt lớp nền để lấp đầy sau đó. Giống như tô màu bằng đánh số hoặc vẽ bằng đánh số. Nó đang tạo ra những đường nét phác họa”.

Nghiên cứu thứ 2 đến từ Đại học Cornell tập trung vào gen optix và sau khi vô hiệu hóa gen này ở 4 loài sử dụng công nghệ CRISPR, các nhà nghiên cứu phát hiện nó cơ bản có liên hệ với việc tạo màu cánh. Tắt gen này dẫn tới hoa văn vẫn giữ nguyên nhưng toàn bộ màu sắc đều biến mất, để lại cánh bướm chỉ còn màu đen và xám.

Một trong những kết quả lạ hơn được lưu ý khi các nhà nghiên cứu thay đổi gen optix là vẻ ngoài màu ngũ sắc xanh lam ở một số loài. Màu xanh lạnh lẽo này được tạo ra dường như không chỉ liên quan đến một sắc tố thực sự mà còn với việc tạo màu cấu trúc sâu hơn bắt nguồn từ việc tắt gen.

Một trong những kiến thức cơ bản mà 2 nghiên cứu hé lộ là cách các loài quan hệ gần có thể tiến hóa một cách cực kỳ đa dạng về ảnh hưởng được kiểm soát bởi hoạt động của các gen đơn lẻ.

“Mỗi một thí nghiệm đều cho ra những kết quả bất ngờ và nó khá giống khoảnh khắc eureka khi một con bướm mới chui ra khỏi kén và tiết lộ ảnh hưởng bất ngờ của CRISPR. Các đột biến này có ảnh hưởng rất cụ thể”, Martin nói.

Nghiên cứu này dường như đủ đơn giản nhưng sự đơn giản của nó dễ bị nhầm lẫn. Dạng nghiên cứu này không thể thực hiện được cách đây chỉ vài năm. Đột phá trong biên tập gen CRISPR giờ đây cho phép các nhà khoa học nhắm cụ thể vào các gen và xác định ảnh hưởng của chúng. Nghiên cứu về bướm này chứng minh cách một các gen duy nhất có thể tiến hóa để điều khiển các chức năng tương tự nhưng mức độ mới lạ tăng dần.

Câu hỏi lớn tiếp theo cho nghiên cứu này là tìm hiểu các gen này sử dụng hoạt động trang trí và tô màu như thế nào và liệu hoạt động đó có thể sửa đổi hay tùy biến không?

LH - Dostdongnai, theo New Atlas.