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

Cách đổi avatar TikTok bằng video độc đáo giúp trang cá nhân của bạn nổi bật hơn

Cũng giống như nền tảng mạng xã hội Facebook, TikTok cũng cho phép người dùng thay đổi ảnh đại diện bằng một video, điều này sẽ làm cho trang cá nhân của bạn thú vị và nổi bật hơn.

Bật tính năng tắt chuông khi lật úp điện thoại trên Samsung J7 Prime

Chỉ cần lật úp điện thoại xuống, bạn đã có thể tắt chuông và thông báo khi có cuộc gọi hay tin nhắn đến.

Cách kiểm tra Macbook của bạn đang sử dụng chuẩn Wifi 802.11 nào

Thường thì chẳng mấy người dùng Mac quan tam đến việc Macbook của họ đang sử dụng chuẩn Wifi 802.11 nào. Tuy nhiên với những người dùng “cao” hơn một chút hay các Admin hệ thống mạng muốn biết chuẩn Wifi 802.11 nào

Yahoo Weather - ứng dụng theo dõi tình hình mưa bão tốt nhất trên Android

Cơn bão số 3 đang đổ bộ vào các tỉnh miền Bắc nước ta, để cập nhật tình hình thời tiết mọi lúc mọi nơi, hãy cài ngay ứng dụng theo dõi thời tiết Yahoo Weather

Xem lại tất tần tất những ứng dụng đã tải trên iPhone/ iPad một cách đơn giản

Trong quá trình sử dụng bạn sẽ cài đặt những ứng dụng cần trên App Store nhưng đôi khi lại xóa chúng đi khi không còn sử dụng.

ĐÁNH GIÁ NHANH

Đánh giá hiệu năng Reno 10 Pro +: “Đẳng cấp” ngang các ông lớn hay chỉ là “phông bạt”?

OPPO Reno 10x Zoom là một trong những chiếc điện thoại cao cấp hiện nay, sở hữu bộ vi xử lý Snapdragon 855 mạnh mẽ giúp máy hoạt động mượt mà và nhanh chóng hơn bao giờ hết. Vậy hiệu năng Reno 10 Pro + thì sao? Liệu có

Mitsubishi Xpander 2019: Quân át chủ bài giúp Mitsubishi mở rộng tầm ảnh hưởng

Bảy chỗ ngồi, cách âm tốt, êm ái đến bất ngờ và có giá bán niêm yết trong khoảng từ 500 đến hơn 600 triệu đồng. Đó chính là Mitsubishi Expander 2019, mẫu xe đang thu hút rất nhiều sự chú ý

Đánh giá Yamaha R15 All New có giá 92.900.000 đồng

Được chính thức ra mắt toàn cầu vào tháng 01/2017 tại thị trường Indonesia, mẫu Yamaha R15 V3.0 hay còn biết đến với tên gọi R15 All New đã thu hút khá nhiều sự quan tâm của cộng đồng chơi xe trong và ngoài nước.