Mới đây, trường Đại học California tại Riverside đã phát hiện một nghiên cứu mới cho thấy các protein chịu trách nhiệm kích hoạt tinh trùng muỗi có thể bị vô hiệu hóa, ngăn cản chúng bơi đến hoặc thụ tinh với trứng. Nghiên cứu này có thể giúp kiểm soát quần thể Culex, loài muỗi nhà phổ biến truyền bệnh viêm-sưng não và vi-rút West Nile.
Cathy Thaler, nhà sinh học tế bào và tác giả đầu tiên của nghiên cứu, trường Đại học California cho biết: "Trong quá trình giao phối, muỗi nối đuôi nhau và con đực chuyển tinh trùng vào đường sinh sản của con cái. Nó có thể được lưu trữ ở đó một thời gian, nhưng nó vẫn phải đi từ điểm A đến điểm B để hoàn thành quá trình thụ tinh".
Chìa khóa để hoàn thành cuộc hành trình đó là các protein chuyên biệt được tiết ra trong quá trình xuất tinh để kích hoạt roi của tinh trùng, hay còn gọi là 'đuôi', cung cấp năng lượng cho chuyển động của chúng.
Richard Cardullo, giáo sư sinh học trường Đại học California và là tác giả tương ứng của nghiên cứu mới cho biết: "Không có những protein này, tinh trùng không thể xâm nhập vào trứng. Chúng sẽ bất động và cuối cùng sẽ bị phân hủy".
Nghiên cứu mô tả chi tiết bức chân dung đầy đủ về tất cả các protein trong tinh trùng của côn trùng, cho phép các nhà nghiên cứu tìm ra những protein cụ thể duy trì chất lượng của tinh trùng khi chúng không hoạt động và cũng kích hoạt chúng bơi.
Để có được thông tin chi tiết này, nhóm nghiên cứu đã làm việc với một nhóm sinh viên đã tốt nghiệp và chưa tốt nghiệp, những người đã phân lập tới 200 con muỗi đực từ một quần thể lớn hơn. Sau đó, họ trích xuất đủ tinh trùng từ các đường sinh sản nhỏ để thiết bị khối phổ phát hiện và xác định các protein.
Trước đây, nhóm nghiên cứu đã xác định tinh trùng cần canxi khi đi vào đường sinh sản để chuyển động về phía trước. Cardullo cho biết: “Bây giờ chúng tôi có thể xem hồ sơ protein hoàn chỉnh mà chúng tôi đã tạo, tìm các canxi ở đường sinh sản và thiết kế các thí nghiệm để nhắm mục tiêu các đường này.
Loại hồ sơ protein này cung cấp một con đường hướng tới việc kiểm soát muỗi thân thiện với môi trường hơn các phương pháp khác có thể gây ra tác dụng độc hại ngoài ý muốn. “Chúng tôi đã từ bỏ việc phun thuốc trừ sâu khắp nơi, bởi vì điều đó giết chết mọi thứ, côn trùng tốt và xấu, đồng thời gây hại cho các loài động vật khác”, Thaler nói.
Cardullo nói thêm: “Công việc của chúng tôi đặt nền móng cho một hình thức kiểm soát sinh học mà hầu hết mọi người đều đồng ý là tốt hơn”.
Nghiên cứu mong muốn đạt được hiệu quả kiểm soát, thay vì xóa bỏ. Mặc dù việc cố định tinh trùng sẽ có hiệu quả 100% đối với muỗi được điều trị, nhưng không thể tiêu diệt tất cả muỗi. Công nghệ này sẽ thay đổi tỷ lệ những con đực màu mỡ thành vô sinh trong một quần thể muỗi nhất định, thay vì xóa sổ tất cả chúng.
"Muỗi là loài động vật nguy hiểm nhất trên Trái đất. Nhưng dù mọi người ghét chúng đến mức nào thì hầu hết các nhà sinh thái học sẽ phản đối kế hoạch tiêu diệt hoàn toàn chúng. Chúng đóng vai trò quan trọng trong chuỗi thức ăn cho cá và các động vật khác", Cardullo nói.
Nhóm nghiên cứu hy vọng thông tin về chất điều chỉnh khả năng vận động của tinh trùng ở Culex cũng sẽ áp dụng cho các loài muỗi khác. Khi biến đổi khí hậu gia tăng, rất nhiều loài muỗi khác, chẳng hạn như muỗi mang mầm bệnh sốt rét, đang di chuyển đến Bắc bán cầu.
Ngoài ra, tìm hiểu thêm về khả năng vận động của tinh trùng Culex có thể có ý nghĩa trong việc cải thiện khả năng sinh sản ở người.
Cardullo từ lâu đã nghiên cứu tinh trùng của động vật có vú với hy vọng phát triển một biện pháp tránh thai cho nam giới. Tuy nhiên, cũng quan trọng như việc ngăn ngừa mang thai ngoài ý muốn, là nỗ lực giúp các cặp vợ chồng thụ thai. Tỷ lệ sinh của con người đã giảm trong nhiều năm, một phần là do các yếu tố môi trường. Hiểu rõ hơn về tinh trùng có thể giúp khắc phục một số yếu tố này.
Cardullo cho biết: “Nhiều tế bào có roi hoặc đuôi, bao gồm cả tế bào hô hấp của con người cũng như tế bào trong ruột của chúng ta. Những gì chúng ta học được trong một hệ thống, chẳng hạn như muỗi, có thể dịch sang những hệ thống khác”.
Mỹ Linh