Các nhà khoa học giải trình tự thành công bộ gene của cá phổi Nam Mỹ với kích thước lớn gấp 30 lần bộ gene người.

Loài động vật có bộ gene lớn nhất hành tinh 第1张

Cá phổi Nam Mỹ có bộ gene lớn nhất trong số các loài động vật từng được kiểm tra. Ảnh: Katherine Seghers/Đại học bang Louisiana

Cá phổi đôi khi được gọi là "hóa thạch sống" vì chúng đã tồn tại hàng trăm triệu năm. Chúng được cho là sinh vật có họ gần nhất với những loài động vật có xương sống 4 chân (tetrapod) đầu tiên, tổ tiên của mọi loài có xương sống. Tetrapod có thể đã mọc chi và bò lên đất liền khoảng 370 triệu năm trước, trong kỷ Devon (cách đây 419 - 359 triệu năm).

Trước đây, giới khoa học đã giải trình tự bộ gene của một số loài cá phổi như cá phổi Australia (Neoceratodus forsteri) và cá phổi châu Phi (Protopterus annectens). Trong nghiên cứu mới trên tạp chí Nature, các chuyên gia giải trình tự bộ gene của cá phổi Nam Mỹ (Lepidosiren paradoxa) và nhận thấy chúng là loài động vật có bộ gene lớn nhất thế giới, Live Science hôm 16/8 đưa tin.

Cá phổi Nam Mỹ sở hữu tới 91 tỷ cặp base ADN (đơn vị cơ sở của ADN) trong bộ gene. Nếu kéo ra như một cuộn len, chiều dài ADN trong mỗi tế bào của loài vật này sẽ dài tới gần 60 m, trong khi ở người chỉ là khoảng 2 m.

Nhóm nhà khoa học cũng tìm hiểu lý do tại sao bộ gene của cá phổi Nam Mỹ lại phát triển nhanh như vậy trong 100 triệu năm qua. Hơn 90% vật liệu di truyền của chúng cấu tạo từ các gene nhảy (TE) có tính lặp lại cao được sao chép từ nơi khác trong bộ gene. Như vậy, có thể cá phổi thiếu cơ chế để ức chế gene nhảy.

Bộ gene quá lớn có thể gây rắc rối. "Đây là một chi phí khổng lồ với cá phổi Nam Mỹ. 18 trong số 19 nhiễm sắc thể của chúng có kích thước tương đương cả bộ gene người, nên cần rất nhiều năng lượng để sao chép ADN đó. Nhân và tế bào bao bọc xung quanh cũng phải lớn hơn", Axel Meyer, thành viên nhóm nghiên cứu, nhà sinh học tiến hóa tại Đại học Konstanz, giải thích.

Tuy nhiên, ADN dồi dào có thể hữu ích khi động vật cần thích nghi với môi trường thay đổi, Meyer cho biết. Đó là vì TE có thể tăng hoặc giảm biểu hiện gene, giúp thích nghi nhanh hơn.

Cá phổi Nam Mỹ giữ kỷ lục về bộ gene lớn nhất từng ghi nhận trong thế giới động vật, nhưng không phải trong thế giới sinh vật nói chung. Danh hiệu đó thuộc về dương xỉ New Caledonia (Tmesipteris oblanceolate) với lượng ADN trong nhân tế bào nhiều gấp khoảng 50 lần con người. Chúng có tới 160 tỷ cặp base ADN trong bộ gene.

Thu Thảo (Theo Live Science)