Kỳ thú: Chó, mèo phát sáng

Công nghệ sinh học hiện đại đang phát triển với nhiều bước tiến không ngờ và cũng không kém phần thú vị. Với những công trình nghiên cứu công phu và các kỹ thuật tiên tiến, con người ngày nay hầu như có thể can thiệp và làm biến đổi gần như mọi sản phẩm của tự nhiên. Tạp chí National Geographic đã chọn giới thiệu một số tác phẩm nhân tạo đầy kỳ thú này.

Năm 1961, nhà nghiên cứu Osamu Shimomura phát hiện và chiết xuất được những phân tử protein trong loài sứa pha lê có khả năng phát sáng dưới đèn cực tím. Sau đó, các đồng nghiệp của ông còn phát hiện ra rằng loại protein huỳnh quang này còn có thể kết hợp với các phân tử protein khác.

Phát hiện trên đã đem về cho nhóm của Shimomura một giải Nobel năm 2008. Và kể từ đó, loại protein dạ quang này được ứng dụng rộng rãi, giúp các nhà khoa học đánh dấu và theo dõi các quá trình sinh học mà trước đây họ không nhìn thấy được, chẳng hạn như sự lây lan của các tế bào ung thư hay sự phát triển của các tế bào thần kinh trong cơ thể. 

Năm 2008, các nhà khoa học tại Trung tâm nghiên cứu động vật linh trưởng Yerkes đã cấy một loại virus tương tự như virus HIV – có khả năng làm biến đổi bộ mã di truyền DNA và gây bệnh Huntington (một bệnh thoái hóa não) – vào một chú khỉ rhesus. Virus này trước đó đã được cấy những phân tử protein huỳnh quang, nên khiến cho chú khỉ này phát sáng dưới ánh đèn cực tím. Sự hy sinh của chú khỉ sẽ giúp các nhà khoa học nghiên cứu quá trình phát triển của căn bệnh này trong não.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học quốc gia Đài Loan đã cấy ghép protein huỳnh quang vào phôi thai lợn và làm cho chúng có màu xanh lục khi được sinh ra. Ở điều kiện ánh sáng thường, chúng có màu xanh vàng nhạt, còn dưới ánh đèn cực tím, chúng sẽ phát quang màu xanh lục đậm. Các nhà khoa học này cho biết các cơ quan nội tạng của những chú lợn này cũng có màu lục. Với thí nghiệm này, họ hy vọng sẽ theo dõi được sự phát triển của tế bào gốc của con người trong cơ thể lợn, vì loài này có nhiều nét tương đồng về mặt di truyền với con người.

Năm 2007, các nhà khoa học Hàn Quốc đã nhân bản vô tính một chú mèo, và hơn nữa còn làm cho chú ta phát ra ánh sáng đỏ đưới đèn cực tím. Chú mèo được được tạo ra bằng cách cấy những phân tử protein huỳnh quang đỏ vào DNA nhân bản rồi đưa chúng vào trứng, sau đó cấy trở lại những trứng này cho mèo mẹ. Trong hình, chú mèo đặc biệt này (bên trái) phát ra ánh sáng đỏ trong phòng tối, trong khi một chú mèo trắng bình thường phát ra màu xanh dưới ánh đèn cực tím). Công trình này của họ sẽ giúp cải thiện các nghiên cứu về một số bệnh di truyền ở người.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania đã tìm ra cách duy trì và nuôi dưỡng những tế bào gốc tạo tinh trùng từ những con chuột phát quang biến đổi gen. Trong ảnh là 3 chú chuột con phát quang nhờ protein huỳnh quang nhận từ chuột bố; chuột bố trước đó đã được cấy những tế bào gốc tạo tinh trùng có nhiễm huỳnh quang từ một con chuột phát quang khác. Nhóm nghiên cứu này đã cấy những tế bào gốc đặc biệt này vào những con chuột bị vô sinh, và kết quả là cho ra đời những chú chuột chuột con màu xanh lục đặc biệt này.

Năm 1986, các nhà khoa học tại trường Đại học Iowa đã cấy một cấu trúc gen của loài đom đóm vào cây thuốc lá, và kết quả ta có một cây thuốc lá phát sáng như trong ảnh. Không giống ánh sáng phát ra do protein huỳnh quang, ánh sáng lấy từ đom đóm này – có được nhờ chất nhuộm màu luciferin và enzyme luciferase – không đòi hỏi đến ánh sáng cực tím để phát quang, tuy nhiên chúng cần đến oxy để có thể phát sáng.

Những con bò cạp trưởng thành có khả năng phát ra ánh sáng lục hoặc lam tự nhiên dưới ánh đèn cực tím. Nhờ vào đặc tính này mà các nhà khoa học có thể dùng đèn cực tím để quan sát hoạt động của chúng về đêm mà không làm phiền chúng. Nhiều nhà khoa học cho rằng, khả năng phát sáng này có thể là một biện pháp tự bảo vệ của loài bò cạp, có tác dụng như lớp giáp chống tia tử ngoại từ mặt trời. Tuy nhiên, những con bò cạp non lại không có khả năng này.

Cũng tại Hàn Quốc, vào tháng 4/2010, một nhóm các nhà khoa học khác tại Đại học Quốc gia Seoul đã nhân bản thành công một chú chó phát ra ánh sáng đỏ. Nhóm khoa học gia này cho biết mục đích của họ trong việc nhân bản này là để nghiên cứu các căn bệnh có tính di truyền ở con người như bệnh Parkinson.

Năm 1999, các nhà nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Singapore bắt đầu dự án nghiên cứu việc cấy protein huỳnh quang cho những chú cá vằn với mục đích tạo ra 1 loài cá có khả năng phát quang khi gặp môi trường nước nhiễm hóa chất độc hại. Trong quá trình này, họ đã tạo được những chú cá luôn phát sáng mọi lúc với nhiều màu sác khác nhau (miễn là gặp đèn cực tím). Tuy nghiên cứu này của họ thất bại vì không đạt được mục đích ban đầu, nhưng nó đã tạo ra một thị trường kinh doanh sinh vật cảnh biến đổi gen khá hấp dẫn và nhộn nhịp.

• Cao Nguyên