Hai nghiên cứu phối hợp vừa công bố mô tả chi tiết cách chuột chù Sorex araneus thay đổi kích thước não và các cơ quan khác theo mùa để giảm nhu cầu năng lượng trong mùa đông, rồi phục hồi vào mùa xuân. Nhóm nghiên cứu từ Stony Brook University và các đối tác quốc tế sử dụng bản lắp ráp bộ gen ở quy mô nhiễm sắc thể cùng dữ liệu biểu hiện gen não theo mùa để liên kết bố cục bộ gen với thay đổi hoạt động gen.
Bài trên Genome Research báo cáo rằng từ mùa thu sang mùa đông chuột chù biểu hiện các chuyển dịch điều hòa ở quá trình oxy hóa phosphoryl hóa và tăng chuyển hóa axit béo; chúng còn có mức biểu hiện cao hơn vào mùa đông cho quá trình tạo đường từ nguồn không phải carbohydrate (gluconeogenesis). Tác giả cũng phát hiện tăng tín hiệu FOXO, một con đường liên quan đến điều hòa chuyển hóa và cân bằng nội môi, và kết luận rằng gluconeogenesis cùng với tăng biểu hiện FOXO là trọng tâm của hiện tượng thu nhỏ não và các cơ quan.
Bài trên Molecular Biology and Evolution xem xét vai trò của tái sắp xếp nhiễm sắc thể. Nhóm phát hiện các thay đổi biểu hiện gen chưa biết trước đó có vẻ thúc đẩy Dehnel, và các gen chịu tuyển chọn dương cùng gen biểu hiện khác biệt ở hồi hải mã xuất hiện nhiều hơn ở những vùng nhiễm sắc thể ở trạng thái mở, những vùng trải qua nhiều đứt gãy. Các tác giả gợi ý tái sắp xếp nhiễm sắc thể là một phần cấu thành tiến hóa thích nghi và điều hòa tính dẻo kích thước não.
Liliana M. DE1valos, tác giả cao tuổi tại Stony Brook, gọi Dehnel là ví dụ cực đoan của tính dẻo di truyền và cho rằng cách bố trí bộ gen góp phần vào cả tính dẻo lẫn thích nghi. William R. Thomas, tác giả chính, nêu mối liên hệ bất ngờ giữa tái sắp xếp nhiễm sắc thể và các gen thay đổi theo chu kỳ thu nhỏ và tái lớn, đồng thời lưu ý những gen tương tự tồn tại ở người và nghiên cứu này có thể giúp hiểu hơn về chuyển hóa và sức khỏe não bộ ở người.
- Đóng góp của: John Jay College of Criminal Justice
- Max Planck Institute of Animal Behavior
- Aalborg University
- Universitat Autonoma de Barcelona
Nguồn: Stony Brook University.
Từ khó
- tái sắp xếp nhiễm sắc thể — thay đổi vị trí hoặc cấu trúc nhiễm sắc thể
- bố cục bộ gen — cách các gen sắp xếp trên nhiễm sắc thể
- biểu hiện — quá trình gen tạo ARN hoặc protein
- tuyển chọn dương — quá trình chọn lọc gen có lợi trong tiến hóa
- tính dẻo — khả năng thay đổi cấu trúc hoặc chức năng
- oxy hóa phosphoryl hóa — quá trình tạo ATP trong ti thể
- đứt gãy — vị trí DNA bị cắt hoặc hỏng trên nhiễm sắc thể
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Nghiên cứu về Dehnel ở chuột chù có thể giúp hiểu điều gì về chuyển hóa và sức khỏe não bộ ở người? Hãy nêu hai ý chính và giải thích ngắn.
- Tái sắp xếp nhiễm sắc thể được cho là góp phần vào thích nghi. Theo bạn, những thay đổi như vậy có thể mang lại lợi ích và rủi ro gì cho quần thể động vật?
- Việc các cơ quan nhỏ lại để giảm nhu cầu năng lượng là một chiến lược sinh học. Bạn có nghĩ chiến lược tương tự có thể xuất hiện ở loài khác không? Vì sao hoặc vì sao không?
