Mã vạch DNA - Cuộc cách mạng trong phân loại sinh vật?

Mã vạch của sản phẩm tiêu dùng là một dải mã nhỏ nhưng giúp truy xuất thông tin về sản phẩm với độ chính xác gần như tuyệt đối. Trong khoa học, sự sống cũng tồn tại một khái niệm tương tự - mã vạch DNA, được xây dựng từ vật chất cơ bản nhất của sự sống là DNA.


Đơn giản, nhưng nhiều ứng dụng


Khái niệm mã vạch DNA được biết đến rộng rãi từ những năm đầu thế kỷ 21, khi các nhà khoa học Canada trình bày nghiên cứu sử dụng một đoạn gene dài 648 nucleotid từ bộ gene ti thể - gọi là Co1 - để định loại 260 loài chim và đề xuất dùng nó như một 'mã vạch' để lưu trữ, chuẩn hóa thông tin các loài động vật.


Việc sử dụng DNA trong nghiên cứu định loại không phải ý tưởng quá mới, bởi loài người đã biết đến DNA từ năm 1953. Đột phá của mã vạch DNA nằm ở tính chuẩn hóa và đồng bộ của nó. Nghĩa là với một sinh vật bất kỳ, chỉ cần giải mã đoạn gene Co1 (hoặc một số lượng gene rất ít và xác định trước), so sánh với các thư viện DNA hiện có là có thể xác định danh tính loài và xác định loài mới.




Phân loại học truyền thống sẽ được thay thế bằng mã vạch DNA. (Ảnh: Jewishgenetichealth).

Mã vạch DNA được giới khoa học hưởng ứng rất nhiệt tình. Nhiều người cho rằng công cụ này sẽ đánh dấu sự 'phục hưng' của lĩnh vực phân loại sinh vật truyền thống. Nó được kỳ vọng sẽ giúp hiện thực hóa việc định loại sinh vật từ các giai đoạn khác nhau trong vòng đời hoặc từ các bộ phận cơ thể riêng lẻ, tạo thuận lợi cho việc phát hiện loài mới, thúc đẩy hình thành công nghệ giải trình tự DNA cầm tay ứng dụng trong lĩnh vực đa dạng sinh học và giúp nghiên cứu sâu hơn về sự đa dạng của sự sống.


Tháng 2/2005, tại hội nghị về xây dựng mã vạch sự sống ở Bảo tàng Lịch sử tự nhiên London, Anh, các nhà khoa học đã thống nhất thực hiện dự án 'Sáng kiến xây dựng mã vạch sự sống' với tham vọng nhanh chóng lưu trữ thông tin của khoảng 10 triệu loài sinh vật trên Trái đất bằng mã vạch DNA.


Mã vạch DNA đã trở thành mảng nghiên cứu thu được nguồn tài trợ rất lớn và được thực hiện rộng khắp. Có thể chứng kiến sự phát triển của 'ngành công nghiệp' này qua sự ra đời của Liên đoàn Xây dựng mã vạch sự sống (CBOL), Liên hiệp quốc tế về Mã vạch sự sống (iBOL) và Cơ sở dữ liệu về mã vạch sự sống (BOLD). Trong giai đoạn 2003-2010, có tới 411 bài báo khoa học chứa 'mã vạch DNA' trong tiêu đề và công cụ này được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực, từ xác định các giai đoạn trong vòng đời côn trùng cho đến kiểm tra giám sát cá bán trong chợ.


Quyền năng lớn đến đâu?


Theo nhiều nhà khoa học, mã vạch DNA không hẳn là chiếc chìa khóa vạn năng. Một số tác giả nhấn mạnh mã vạch DNA không thể cung cấp thông tin đủ tin cậy để phân loại ở mức độ cao hơn loài. Ngược lại, một số khác cho rằng nó không sử dụng được cho cấp độ loài, nhưng vẫn sử dụng được cho các nhóm phân loại cao hơn.


Nhiều người khẳng định mã vạch DNA đã đơn giản hóa quá mức công việc của nhà phân loại. Thậm chí, có tác giả nói thẳng rằng ý tưởng thay thế phân loại học truyền thống bằng mã vạch DNA đem lại 'nhiều cái xấu hơn cái tốt'. Những chỉ trích nặng lời như vậy vốn cực kỳ hiếm gặp trong đời sống khoa học.


Về mặt kỹ thuật, một số ý kiến nghi ngờ tính chính xác và khả năng áp dụng bao trùm của những trình tự DNA được chọn làm 'mã vạch'. Nhiều nghiên cứu cho thấy trình tự gene Co1 không cho kết quả khả quan khi xây dựng bộ mã vạch trên nấm và đề xuất một đoạn DNA khác - ITS - cho nhóm này. Đáng quan tâm là trước sự xuất hiện của mã vạch DNA, các nhà nghiên cứu đã có hàng thập kỷ tập trung vào định loại bằng các trình tự DNA ngắn trên nấm.




Mã vạch DNA đã đơn giản hóa quá mức công việc của nhà phân loại.

Giá trị của thư viện trình tự DNA sẽ là điểm yếu của ý tưởng mã vạch DNA thời gian tới. Một trình tự mới giải mã chỉ có ý nghĩa khi được so sánh với ngân hàng chứa các trình tự đã có, đủ hợp lệ để có thể so sánh một cách tin cậy và đủ lớn để đối chiếu.


Trong khi chờ đợi ngân hàng dữ liệu đó, các nỗ lực xây dựng mã vạch chỉ đơn thuần là bổ sung dữ liệu mà không có nhiều ứng dụng thuyết phục. Mặt khác, dữ liệu của BOLD cho thấy đến 2011 mới có 145.298 loài được mô tả mã vạch hợp lệ, so với 1.493.132 dữ liệu mã vạch được tải lên cơ sở dữ liệu, chứng tỏ sự phân bố nguồn lực không tối ưu.


Hiệu suất của ý tưởng 'công nghiệp hóa' việc phân loại sinh vật bằng mã vạch cũng là điểm gây tranh cãi. Đối với rất nhiều nhà khoa học, do đa dạng sinh học trên thế giới phần lớn chưa được biết rõ, mã vạch DNA chỉ nêu ra sự tồn tại của một loài hay nhóm mới chứ không đủ quyền năng mô tả loài mới hoặc phân tích về định loại. Do đó, thay vì đẩy nhanh tiến trình nghiên cứu đa dạng sinh học, công cụ này chỉ làm tăng lượng công việc cho các nhà nghiên cứu.


Cho dù bị chỉ trích, mã vạch DNA vẫn là một trọng điểm nghiên cứu với số công bố ngày càng nhiều, không ít trong số đó có giá trị quan trọng.


Cập nhật: 02/10/2016
Theo khoahocphattrien

TIN LIÊN QUAN

Số gene không quyết định mức độ tiến hóa của con người

Khoảng một nửa thế kỷ trước, các nhà khoa học ước tính số gen của con người lên đến hàng triệu. Nhưng những nghiên cứu hiện đại đã giảm con số này xuống đến khoảng 20.000.

Phát hiện loại virus kỳ lạ mang gene của nhện độc góa phụ đen

Không rõ rằng làm cách nào mà loài virus này có thể lấy được ADN của loài nhện này (và một số loài động vật khác nữa) nhưng các nhà khoa học cho rằng loài virus này làm vậy để có thể lây nhiễm được dễ dàng hơn.

Phát hiện đột biến gene gây nguy cơ sảy thai tái diễn ở phụ nữ

Hiện tượng RSA được định nghĩa là một phụ nữ trải qua 3 lần sảy thai hoặc nhiều hơn nữa trong 5 tuần đầu tiên của thai kỳ. Theo ước tính, cứ 100 phụ nữ mang thai sẽ có một trường hợp gặp phải hiện tượng này.

Vì sao con rắn có một thân hình dài ngoằng?

Sau hàng thế kỷ, con người đã tìm ra lý do vì sao loài rắn có một cơ thể dài đến vậy.

Ứng dụng quét mã vạch độc hại bạn nên gỡ bỏ ngay lập tức

Ứng dụng quét mã vạch độc hại bạn nên gỡ bỏ ngay lập tức Mới đây, các nhà nghiên cứu bảo mật tại Malwarebytes đã phát hiện ra một ứng dụng quét mã vạch có chứa phần mềm độc hại, ảnh hưởng đến hàng triệu thiết bị Android. Barcode Scanner là một ứng

Quỷ Tasmania có thể tránh được tuyệt chủng nhờ tự biến đổi gene

Ngày 30/8, các nhà khoa học thông báo đã phát hiện loài quỷ Tasmania đã có bước tiến hóa về mặt gene di truyền với một tốc độ nhanh đến ngạc nhiên và điều này có thể giúp cho loài động vật ăn thịt này tránh được nguy cơ tiệt chủng.

Tác hại kinh hoàng của thuốc lá đến gene lần đầu tiên được công bố

Theo nghiên cứu mới đây, các chuyên gia đã xác định được chính xác 1 bao thuốc có thể khiến bao nhiêu gene của bạn bị đột biến gây ung thư.

Nghiên cứu mới hé lộ phương pháp làm tăng sản lượng mủ cao su

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Tài nguyên Bền vững RIKEN (CSRS) ở Nhật Bản cùng với các cộng sự tại Đại học Sains Malaysia (USM) đã thành công trong việc giải thích chuỗi gene đối với cây cao su bản địa ở Brazil.

THỦ THUẬT HAY

Khắc phục lỗi NoxPlayer không tương thích với Windows 10 Creators Update

Kể từ khi Microsoft ra mắt Windows 10 Creators Update vào tháng 4 năm 2017, nhiều người dùng đã thông báo rằng NoxPlayer không hoạt động nữa và được nhắc kèm theo thông báo tương thích như sau: ' This app can’t run on

[Thủ thuật] Trình chiếu màn hình iPhone từ xa chỉ trong chưa đầy 1 phút

Điện thoại hiện nay có nhiều tính năng tuyệt vời, trong đó khả năng gọi video là một trong những tính năng đáng chú ý. Tuy nhiên, nếu bạn cần trình chiếu hoặc hướng dẫn ai đó vận hành chiếc iPhone của họ từ xa, việc sử

Cách giữ gìn để pin điện thoại có được tuổi thọ lâu dài, hoạt động hiệu quả

Những lời khuyên trong bài viết này sẽ giúp các bạn giải đáp các thắc mắc về việc sạc pin smartphone sao cho đúng cách, hạn chế việc chai pin.

Một số thủ thuật hay khi sử dụng WinRAR để nén và giải nén file

Trong số các phần mềm tạo file nén đang có trên thị trường, cá nhân người viết khá thích WinRAR vì nó nhẹ, tiện dụng, lại cài đặt nhanh, thêm vào đó, chúng ta có thể thay đổi giao diện cho nó nếu muốn. Và hơn hết, công

Tổng hợp lỗi khi chơi Truy Kích và cách khắc phục

Việc xảy ra lỗi khi chơi Truy kích không phải là chuyện hiếm gặp, các lỗi này có thể xảy ra với bất cứ ai và ở bất cứ thời điểm nào. Để hiểu rõ nguyên nhân cũng như khắc phục triệt để các lỗi Truy kích trên bạn thực sự

ĐÁNH GIÁ NHANH

Đánh giá chế độ Always On Display của giao diện Grace Ux trên Samsung Galaxy S7

Hôm nay hãy cùng TCN cùng trải nghiệm một số điểm nổi bật của tính năng Always On Display trên giao diện Grace UX của Samsung Galaxy S7

[VIDEO] Motor Trend đánh giá xe Rolls-Royce Dawn với đầy những lời chê bai

Phù hợp với xu thế thực sự là một điều khó khăn. Motor Trend – một trong những tạp chí xe hơi 'kỳ cựu' nhất và được cho là thành công nhất trên Youtube – lại không ưa chuộng chiếc Rolls-Royce sang...