Một con ruồi giấm trên cánh của một con bướm vua (Ảnh: Julianne Pelaez)

Hoa bông tai là một loài thực vật phổ biến có tính độc với hầu hết các loài động vật và côn trùng nhưng bướm vua có thể chống lại chức năng phòng vệ đó. Bướm vua đã tiến hóa khả năng này không chỉ để sinh sôi nhờ loài cây có độc đó mà còn biến chất độc thành ưu thế riêng. Ruồi trữ độc tố trong cơ thể, khiến nó trở nên độc với bất kỳ kẻ săn mồi nào cố ăn thịt nó.

Và nay các nhà nghiên cứu từ UC Berkeley lần đầu tiên đã ban cho ruồi giấm khả năng này. Kỹ thuật CRISPR đã được sử dụng để biên tập gen côn trùng, động vật có vú và thậm chí cả con người nhưng nhóm cho hay đây là lần đầu tiên một sinh vật đa bào được chỉnh sửa để mang lại cho nó hành vi và sự thích nghi mới với môi trường. Trong trường hợp này, đó là một chế độ ăn mới và một cơ chế phòng vệ mới chống lại loài săn mồi.

Đầu tiên, các nhà nghiên cứu xem xét các gen của bướm được tin là cho phép chúng tiêu hóa được độc tố hoa bông tai và sau đó cố gắng tái tạo các đột biến cụ thể đó trên ruồi giấm. Họ phát hiện ra rằng chỉ một gen duy nhất chịu trách nhiệm và họ chỉ cần thay thế 3 nucleotide trong gen để cho ruồi siêu sức mạnh đó.

Giòi ruồi giấm được chỉnh sửa có khả năng sinh sôi nhờ mật ăn hoa bông tai, giữ độc tố trong cơ thể và các khả năng này vẫn ở lại với chúng thậm chí sau khi chúng biến hình và trở thành ruồi trưởng thành. Đột biến cho phép ruồi nhạy với độc tố hoa bông tai gấp 1000 lần so với ruồi giấm tự nhiên.

Gen trung tâm của nghiên cứu xây dựng nên các máy bơm natri, một phần tối quan trọng của tế bào giúp duy trì sự cân bằng hợp lý của các ion natri. Độc tố hoa bông tai được biết ức chế cơ cấu này với hậu quả gây chết sinh vật nhưng bướm vua (và nay thêm cả ruồi giấm) có các đột biến giúp nó tránh được vấn đề.

Điều thú vị là 3 đột biến phải diễn ra theo một tuần tự nhất định mới hiệu quả. Nhóm phát hiện ra rằng 2 đột biến cho loài côn trùng này sức đề kháng mạnh với độc tố nhưng cũng đồng thời ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thần kinh của chúng. Đột biến thứ ba triệt tiêu ảnh hưởng tiêu cực, chỉ để lại sức đề kháng với độc tố.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng không chỉ đối với hiểu biết của con người về cách vận hành của tiến hóa mà còn có tiềm năng mở rộng công dụng của công cụ biên tập gen CRISPR như một cách để chỉ sự dẫn tiến hóa của các đặc điểm và hành vi mới.

LH - Đốtngnai, theo New Atlas.