Một nghiên cứu gần đây đã phát hiện rằng điện tạo ra bởi cú giật điện của một con lạc đà điện đủ mạnh để gây chuyển giao vật liệu gen từ môi trường vào tế bào của các loài động vật xung quanh. Phát hiện này cho thấy rằng con lạc đà điện – và các loài hữu ích điện khác – có thể ảnh hưởng đến việc sửa gen trong tự nhiên.
Trong môi trường phòng thí nghiệm, quá trình điện xâm lấn liên quan đến việc áp dụng một trường điện vào tế bào để tăng cường sự thấm nhanh của màng tế bào của chúng, điều này cho phép DNA ngoại lai được giới thiệu. Đây là kỹ thuật được sử dụng để tạo ra chuột knockout được sử dụng trong các thí nghiệm nghiên cứu, cũng như trong điều trị ung thư và các liệu pháp dựa trên gen và tế bào.
Bây giờ, một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu từ Đại học Nagoya ở Nhật Bản gợi ý rằng con lạc đà điện có khả năng thực hiện điện xâm lấn trong môi trường tự nhiên của nó.
“Tôi nghĩ rằng điện xâm lấn có thể xảy ra tự nhiên,” nói Atsuo Iida, tác giả tương ứng của nghiên cứu. “Tôi nhận ra rằng con lạc đà điện ở sông Amazon có thể hoạt động như nguồn điện, các sinh vật sống trong khu vực xung quanh có thể hoạt động như tế bào nhận, và các đoạn gen môi trường được giải phóng vào nước sẽ trở thành gen ngoại lai, gây ra tổ hợp gen trong các sinh vật xung quanh do cú giật điện.”
Con lạc đà điện thực sự là một nguồn điện mạnh mẽ. Là sinh vật tạo điện lớn nhất trên Trái đất, chúng có thể phát ra đến 860 V trong một lần cú giật từ cơ quan điện của chúng. Các nhà nghiên cứu đặt một con lạc đà điện vào một bể nước ngọt với những ấu trùng cá zebrafish 6 ngày tuổi. DNA mang protein fluorescein xanh (GFP) được thêm vào nước bể.
Khi một con cá vàng bị gây mê được hạ vào bể như mồi, con lạc đà điện phát ra một cú giật điện và ăn thịt con cá vàng. Sau khi tiếp xúc với cú giật điện, các nhà nghiên cứu kiểm tra các ấu trùng cá zebrafish dưới kính hiển vi stereomicroscope, tập trung vào các cụm tế bào nhiều tế bào hiển thị độ sáng mạnh dưới ánh sáng UV. Tổng cộng có 5,3% ấu trùng hiển thị tế bào dương hiệu GFP.
“Điều này cho thấy rằng cú giật điện từ con lạc đà điện thúc đẩy chuyển gen đến các tế bào, mặc dù lạc đà điện có hình dạng và điện áp không ổn định so với máy thường được sử dụng trong điện xâm lấn,” Iida nói. “Con lạc đà điện và các sinh vật tạo điện khác có thể ảnh hưởng đến sự sửa đổi gen trong tự nhiên.”
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng nghiên cứu của họ chỉ cung cấp bằng chứng về chuyển gen môi trường và không xác nhận liệu gen được chuyển có hoạt động như một yếu tố có thể thừa kế trong hậu thế. Mặc dù họ đã cố gắng xác nhận di truyền có thể thừa kế bằng cách sử dụng các sinh vật đơn bào, bao gồm E. coli, họ không thu được kết quả tích cực, có lẽ do điện áp được tạo ra bởi lạc đà điện chỉ khoảng 200 đến 250 V, có thể không đủ cho điện xâm lấn. Cần thêm nghiên cứu để khám phá tính thừa kế của chuyển gen theo cách thức điện giải truyền trong môi trường tự nhiên. Các nhà nghiên cứu hứng thú với những phát hiện của họ.
“Tôi tin rằng những nỗ lực khám phá hiện tượng sinh học mới dựa trên những ý tưởng ‘không ngờ’ và ‘ngoại hộp’ như vậy sẽ làm sáng tỏ về sự phức tạp của các hệ thống sống và kích thích những đột phá trong tương lai,” Iida nói.