Chuột sử dụng noron chuyên biệt để nhận ra carbon dioxide trong không khí

Danh Phương

Đối với chuột, chất dioxide carbon có nghĩa là sự nguy hiểm. Cuộc nghiên cứu mới từ trường Đại học Rockefeller chứng minh chuột có một cách nhận biết chất dioxide carbon liên quan đến một bộ nơron khứu giác đặc biệt, khám phá có hàm ý nói về sự gia tăng được dự báo trước của chất dioxide carbon trong không khí có thể ảnh hưởng đến hoạt động của động vật.

Bộ phận dò tìm chất dioxide carbon. Những tia bắn ra mảnh như sợi tóc phát ra từ những cái núm ở phần đầu của nơron biểu hiện GC-D. Nghiên cứu mới ở chuột cho thấy nơron biểu hiện GC-D trong biểu mô khứu giác được hoạt hóa bởi sự đón nhận chất dioxide carbon. Hầu hết nơron giác quan thuộc khứu giác đều biểu hiện các phân tử thuộc cơ quan cảm nhận mùi và nằm trong lớp khoang mũi để cảm nhận được mùi. Nhưng một tập hợp con nhỏ biểu hiện enzim có tên là guanylyl cyclase-D (gọi tắt là GC-D).

Peter Mombaerts, giáo sư và giám đốc Phòng thí nghiệm khoa Di truyền học thần kinh và Sinh vật học phát triển ở Rockefeller, cùng Andreas Walz - cộng tác viên nghiên cứu ở phòng thí nghiệm của Mombaerts, đã chế tạo ra giống chuột có chứa các nơron biểu hiện GC-D, rực sáng như đèn huỳnh quang chất protein màu xanh lá. Các nơron biểu hiện GC-D này cũng phóng phần đuôi của dây thần kinh đến một cấu trúc bất bình thường nằm ở phía sau của bầu khứu giác, hay còn được gọi là các tiểu cầu chuỗi , giống như một chuỗi hạt.

(Ảnh: Trường đại học Rockefeller cung câp)

Các cộng tác viên của nhóm nghiên cứu Rockefeller ở Trung Quốc, được dẫn dắt bởi Minmin Luo tại Viện Khoa học Sinh vật học Quốc gia tại Bắc Kinh, đã phát hiện ra: tất cả các nơron biểu hiện GC-D trong biểu mô khứu giác được hoạt hóa là do sự lộ diện của dioxide carbon.Ngược lại, tất cả các tế bào trong lớp khoang mũi được hoạt hóa bởi dioxide carbon là các nơron biễu hiện GC.

Mombaerts nói: “Những phát hiện này chứng minh một hệ thống phụ được chuyên biệt hóa đã tiến triển ở chuột để nhận biết dioxide carbon.”

Dioxide carbon hình thành khoảng 4/100 trên 1/100 không khí. Để xác định ngưỡng nhận biết chất dioxide carbon ở chuột, nhóm nghiên cứu Bắc Kinh đã tập cho những con chuột liếm nước khi chúng hứng luồng gió có chứa các mức độ chất dioxide carbon cao hơn. Khi lượng chất dioxide carbon trong luồng gió được giảm xuống, độ phản ứng chính xác của các con vật trở nên ngẫu nhiên. Phân tích theo thống kê đã ấn định ngưỡng nhận biết vào khoảng 6/100 của 1 % không khí, vừa đủ cao hơn mức không khí trung bình.

Mombaerts lưu ý, các nhà khoa học vẫn chưa biết chất enzim GC-D có chịu trách nhiệm nhận biết dioxide carbon hay không. Mombaerts nói: “GC-D là một dấu chuẩn đối với các nơron có độ nhạy cảm đặc biệt với chất dioxide carbon.” “Ngay lúc này, chúng tôi vẫn chưa chứng minh được dấu chuẩn theo thuyết cơ giới có liên quan đến sự nhận thức giác quan chất dioxide carbon. Tuy nhiên, cuộc nghiên cứu cho rằng, các nhà khoa học cần phải đề phòng những sự thay đổi hoạt động ở động vật như sự gia tăng mức độ chất dioxide carbon trong không khí, bởi vào một thời điểm nào đó những con vật có thể nhận biết được các mức độ gia tăng" Mombaerts nói.

Ông cho biết thêm: “Các loài động vật có thể thích nghi với sự gia tăng liên tục và từ từ, khiến một loạt các hoạt động thay đổi như: làm tăng tính hung dữ, hoặc sự suy giảm khả năng sinh sản.”

Ghi chú: Bài báo này được phỏng theo tờ tin tức do trường Đại học Rockefeller xuất bản.