Tạo ra loài chuột ngửi được ánh sáng

Trong số các đặc tính của sinh vật và cả con người, cảm nhận thế giới xung quanh mình bằng khứu giác cho tới nay vẫn là điều bí hiểm nhất. Để tìm hiểu vùng nào trên não phụ trách hoạt động của khứu giác, các nhà khoa học đã tạo ra những con chuột biết ngửi… ánh sáng bằng cách cấy gen chịu trách nhiệm tổng hợp chất protein cảm nhận ánh sáng vào các tế bào trong mũi của chúng.

>>> Nghe chuột ‘hót’ như chim

Loài chuột ngửi được ánh sáng được tạo ra trong phòng thí nghiệm. (Ảnh: Pravda).

Cho tới nay, các nhà khoa học vẫn chưa biết bằng cách nào hệ thần kinh của chúng ta có thể xử lý thông tin vầ cảm nhận mùi. Vùng nào trên não chịu trách nhiệm về điều này cũng chính là đề tài ít được nghiên cứu nhất.

Các nghiên cứu rất phức tạp ở chỗ, các sinh vật thường cảm nhận không chỉ một mà nhiều mùi cùng lúc. Việc tìm hiểu tế bào thần kinh nào phản ứng với mùi nào trong số rất nhiều tế bào thần kinh là việc khó khăn. Thế nhưng mới đây đã tìm được phương pháp để gỡ “cuộn chỉ khứu giác” rối tung này.

Nhóm các nhà khoa học do giáo sư Sinh học phân tử và tế bào Venkateshem Murthy, Trường ĐH Harvard đứng đầu đã thực hiện một thí nghiệm rất thú vị với sự tham gia của một nhóm các chú chuột bạch rất tài năng. Các chú có thể “ngửi” được… những tia sáng. Tài năng của các chú là do công nghệ gen mang lại.

Người ta ghép nhân tế bào màng nhầy của mũi có khả năng cảm nhận mùi (bản chất là một tổ hợp gen, tham gia vào việc tổng hợp protit, gọi là rodopsin) vào những con vật này. Rodopsin có trong võng mạc của mắt các loài vật, chức năng của nó là cảm nhận ánh sáng. Nhờ vậy đã tạo ra trong cơ quan khứu giác của chuột khả năng phản ứng với ánh sáng chẳng khác gì phản ứng với mùi.

Vì sao trong các thí nghiệm này, người ta lại chọn ánh sáng làm chất kích thích ? Bởi đa số các sinh vật chỉ nhận biết được một phần nhỏ quang phổ của ánh sáng, chẳng hạn màu xanh, màu đỏ hoặc màu tím. Trong khi đó, chúng ta nhận biết được hầu như toàn bộ các màu, nhưng phân biệt mùi lại tồi.

Sau khi đã tạo ra được những con chuột “ngửi được ánh sáng”, các nhà khoa học đặt chúng vào chỗ sáng và xem khi tiếp xúc với ánh sáng vùng nào trên não sẽ phản ứng. Từ đó đã lập ra được một tấm bản đồ những khu vực nào trên não chuột bị kích thích khi “ngửi” một tia sáng cũng như vùng nào trên vỏ của bán cầu não xử lý các thông tin về mùi.

Tuy nhiên các nhà khoa học không tự hạn chế những nghiên cứu khứu giác nhờ những chú chuột biến đổi gen. Tiến sĩ Murthy cho rằng phương pháp mới có thể dùng để giải mã bất kỳ đoạn thần kinh nào phản ứng với các kích thích phức tạp như sóng âm hoặc xúc giác.

Ông nói: "Muốn tìm hiểu não cảm nhận mùi ra sao, cách tốt nhất là tìm hiểu những phần nào của não bị kích thích. Làm được điều này khá khó vì nếu dùng mùi để kích thích những thụ quan khứu giác là mùi thì mùi quá đa dạng và mũi thường chỉ cảm nhận được một tổ hợp mùi chứ không phải một mùi đơn lẻ. Cuối cùng, chúng tôi quyết định thay đổi “chiếc máy phân tích mùi” của mình từ mũi sang... mắt, bằng cách huy động võng mạc của mắt vào cuộc. Chúng tôi tin rằng, phương pháp này có thể dùng để giải mã bất kỳ đoạn thần kinh khứu giác nào thu nhận những thông tin từ các thụ quan cụ thể và xử lý chúng”.

Hiện nay trong nghiên cứu người ta hay dùng các “thể đột biến” (mutant) để giãi mã các bí mật của bộ não. Mùa hè vừa qua, một nhóm các nhà khoa học Mỹ đã biến tính được những con ruồi giấm có khả năng “ngửi ánh sáng”. Họ ghép những gen của rodopsin vào nhân tế bào khứu giác của những con ruồi này, nhờ vậy trong các tế bào thụ quan của thần kinh khứu giác ruồi đã sẵn có những tế bào cảm nhận ánh sáng. Kết quả là thần kinh khứu giác của ruồi giấm phản ứng với ánh sáng màu xanh da trời cũng như với các mùi khó chịu đối với chúng như etylprropionat và octylaxetat.

Để kiểm tra lại hệ thống cảm nhận với ánh sáng hoạt động như thế nào, các nhà khoa học đặt ấu trùng của những con ruồi giấm đã gây đột biến vào các đĩa thuỷ tinh, chia làm 2 phần: một phần tối và một phần chiếu ánh sáng màu xanh. Trong phần tối, người ta phun octylaxetat với cường độ mùi rất mạnh, song chúng vẫn ưu tiên bò sang vùng tối. Rõ ràng, màu xanh có mũi làm chúng hoảng sợ hơn.

Bằng phương pháp tương tự, người ta đã tạo ra những con chuột có thể biết một cách chính xác mùi của các sóng ánh sáng. Rất tiếc rằng chúng chẳng có thể kể lại với chúng ta cãch “ngửi ánh sang như thế nào”.