Sau Thế chiến II vào những năm 1950, nạn rệp giường gần như đã được xóa sổ trên toàn thế giới nhờ việc sử dụng thuốc diệt côn trùng.thuốc trừ sâuDichlorodiphenyltrichloroethane, thường được biết đến với tên gọi DDT, là một hóa chất đã bị cấm. Tuy nhiên, các loài gây hại ở đô thị đã tái xuất hiện trên toàn thế giới và chúng đã phát triển khả năng kháng thuốc đối với nhiều loại thuốc trừ sâu được sử dụng để kiểm soát chúng.
Một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Côn trùng Y học đã mô tả chi tiết cách một nhóm nghiên cứu từ Đại học Virginia Tech, do nhà côn trùng học đô thị Warren Booth dẫn đầu, đã phát hiện ra các đột biến gen có thể dẫn đến khả năng kháng thuốc trừ sâu.
Phát hiện này là kết quả của nghiên cứu mà Booth tổ chức cho sinh viên cao học Camilla Block nhằm nâng cao kỹ năng nghiên cứu phân tử của cô.
Booth, một chuyên gia về côn trùng gây hại ở đô thị, từ lâu đã nhận thấy một đột biến gen trong tế bào thần kinh của gián Đức và ruồi trắng khiến chúng kháng thuốc trừ sâu. Booth đề nghị Block lấy mẫu một con rệp từ mỗi trong số 134 quần thể rệp khác nhau được các công ty kiểm soát dịch hại ở Bắc Mỹ thu thập từ năm 2008 đến năm 2022 để xem liệu tất cả chúng có cùng một đột biến tế bào hay không. Kết quả cho thấy hai con rệp từ hai quần thể khác nhau có cùng một đột biến tế bào.
“Đây thực sự là 24 mẫu vật cuối cùng của tôi,” Bullock, người đang theo học ngành côn trùng học và là thành viên của Hiệp hội phòng chống các loài xâm lấn, cho biết. “Tôi chưa từng làm nghiên cứu phân tử trước đây, vì vậy việc sở hữu tất cả các kỹ năng phân tử này rất quan trọng đối với tôi.”
Vì sự bùng phát rệp giường có tính đồng nhất về mặt di truyền do giao phối cận huyết hàng loạt, nên thông thường chỉ có một mẫu vật từ mỗi nhóm đại diện cho toàn bộ quần thể. Nhưng Booth muốn xác nhận rằng Bullock thực sự đã tìm thấy đột biến, vì vậy họ đã kiểm tra tất cả các mẫu từ cả hai quần thể đã được xác định.
“Khi chúng tôi quay lại và sàng lọc một vài cá thể từ cả hai quần thể, chúng tôi phát hiện ra rằng tất cả chúng đều mang đột biến,” Booth nói. “Vì vậy, đột biến của chúng đã được cố định, và đó là những đột biến giống hệt như chúng tôi đã tìm thấy ở loài gián Đức.”
Qua nghiên cứu loài gián Đức, Booth đã phát hiện ra rằng khả năng kháng thuốc trừ sâu của chúng là do đột biến gen trong các tế bào của hệ thần kinh và các cơ chế này được quyết định bởi môi trường.
“Có một gen gọi là gen Rdl. Gen này đã được tìm thấy ở nhiều loài gây hại khác và có liên quan đến khả năng kháng thuốc trừ sâu dieldrin”, Booth, người cũng làm việc tại Viện Khoa học Sự sống Fralin, cho biết. “Đột biến này có mặt ở tất cả các loài gián Đức. Thật đáng ngạc nhiên là chúng ta chưa tìm thấy quần thể nào không có đột biến này.”
Fipronil và dieldrin, hai loại thuốc trừ sâu đã được chứng minh là có hiệu quả chống lại rệp giường trong phòng thí nghiệm, hoạt động theo cùng một cơ chế tác động, vì vậy về mặt lý thuyết, đột biến đã khiến loài gây hại này kháng cả hai loại thuốc, Booth cho biết. Dieldrin đã bị cấm từ những năm 1990, nhưng fipronil hiện chỉ được sử dụng để kiểm soát bọ chét tại chỗ trên mèo và chó, chứ không phải để diệt rệp giường.
Booth nghi ngờ rằng nhiều chủ nuôi thú cưng sử dụng thuốc bôi fipronil cho phép mèo và chó của họ ngủ cùng, khiến chăn ga gối đệm bị dính dư lượng fipronil. Nếu rệp giường được đưa vào môi trường như vậy, chúng có thể vô tình tiếp xúc với fipronil, và sau đó đột biến này có thể được chọn lọc trong quần thể rệp giường.
“Chúng tôi không biết liệu đột biến này là mới, liệu nó xuất hiện sau thời điểm này, liệu nó xuất hiện trong giai đoạn này, hay liệu nó đã tồn tại trong quần thể từ 100 năm trước,” Booth nói.
Bước tiếp theo sẽ là mở rộng phạm vi tìm kiếm và phát hiện những đột biến này ở các khu vực khác nhau trên thế giới, đặc biệt là ở châu Âu, và vào các thời điểm khác nhau trong các mẫu vật bảo tàng, vì rệp giường đã tồn tại hơn một triệu năm.
Vào tháng 11 năm 2024, phòng thí nghiệm của Booth đã giải mã thành công toàn bộ bộ gen của loài rệp giường thông thường lần đầu tiên.
Booth lưu ý rằng vấn đề với DNA trong bảo tàng là nó phân hủy thành các mảnh nhỏ rất nhanh, nhưng giờ đây các nhà nghiên cứu đã có các khuôn mẫu ở cấp độ nhiễm sắc thể, họ có thể lấy những mảnh đó và sắp xếp lại chúng thành nhiễm sắc thể, tái tạo gen và bộ gen.
Booth lưu ý rằng phòng thí nghiệm của ông hợp tác với các công ty kiểm soát dịch hại, vì vậy công việc giải trình tự gen của họ có thể giúp họ hiểu rõ hơn về nơi rệp giường được tìm thấy trên khắp thế giới và cách giúp loại bỏ chúng.
Giờ đây, sau khi đã trau dồi các kỹ năng về phân tử, Bullock đang mong muốn tiếp tục nghiên cứu về sự tiến hóa của đô thị.
“Tôi yêu thích thuyết tiến hóa. Tôi nghĩ nó thực sự thú vị,” Block nói. “Mọi người đang phát triển mối liên hệ sâu sắc hơn với những loài sinh vật đô thị này, và tôi nghĩ sẽ dễ dàng hơn để thu hút sự quan tâm của mọi người đến rệp giường vì họ có thể trực tiếp trải nghiệm điều đó.”
Thời gian đăng bài: 13 tháng 5 năm 2025