Các nhà khoa học đang giải mã gen của sứa bất tử để tìm hiểu bí mật

Quá trình này có thể diễn ra vô tận và giúp con sứa thoát chết.
Các nhà khoa học đang giải mã gen của sứa bất tử để tìm hiểu bí mật
Turritopsis dohrnii - loài sứa bất tử

Ước mơ đạt được sự bất tử đã là mối quan tâm hàng đầu của con người trong suốt phần lớn chiều dài lịch sử. Nhiều truyền thuyết và truyện ngụ ngôn kỳ lạ đã được kể về việc tìm kiếm thuốc trường sinh. Các nhà giả kim thời trung cổ đã làm việc không mệt mỏi để tìm ra công thức cho viên đá triết gia, thứ mang lại sức mạnh trẻ hóa. Một câu chuyện nổi tiếng khác là chuyến du hành của Juan Ponce de León, người đã tìm kiếm suối nguồn tươi trẻ bí ẩn trong khi chinh phục Tân Thế giới.
Nhưng cho đến ngày nay, không ai khám phá ra chìa khóa của cuộc sống vĩnh cửu. Tuy nhiên, có một ngoại lệ – một sinh vật có kích thước không quá bốn mm, Turritopsis dohrnii, còn được gọi là “sứa bất tử”.

Sự bất tử sinh học của một con sứa

Không giống như hầu hết các sinh vật sống, Turritopsis dohrnii có thể trẻ hóa và bất tử về mặt sinh học. Điều này thách thức nhận thức của chúng ta về lão hóa, nhưng nó làm như vậy như thế nào?

Hãy bắt đầu bằng cách tìm hiểu vòng đời chung của một “con sứa sinh tử”. Nó sinh sản hữu tính: tinh trùng của con đực thụ tinh với trứng của con cái và hợp tử được hình thành. Hợp tử phát triển như một ấu trùng và trôi dạt cho đến khi bám vào đáy biển. Sau khi ổn định, nó phát triển thành một polyp và khi sẵn sàng, nó sẽ sinh sản vô tính. Để làm được điều này, nó giải phóng những con sứa nhỏ ra khỏi cơ thể của chính nó, sau đó chúng sẽ phát triển đến giai đoạn trưởng thành và sinh sản trước khi chết.

Loài sứa bất tử, Turritopsis dohrnii, cũng tuân theo chu kỳ này, nhưng sau khi sinh sản, nó không phải lúc nào cũng sẽ chết đi: nó có thể chọn một con đường thay thế và đảo ngược vòng đời của mình. Trên đường đi, cơ thể sứa của nó co lại để tạo thành một thứ giống như quả cầu gọi là “cysto”. Phần này trôi đi cho đến khi nó dính vào đáy, tạo ra một polyp mới, từ đó tạo ra những con sứa mới, do đó lại bước vào chu kỳ.

Quá trình này có thể diễn ra vô tận và giúp con sứa thoát chết.

ADDAFFI

Giải mã bộ gen sứa bất tử

Chìa khóa dẫn đến sự bất tử của Turritopsis dohrnii được ghi trong DNA của nó, nhưng việc khám phá ra chúng không phải là nhiệm vụ dễ dàng.

Nhóm nghiên cứu của chúng tôi, đứng đầu là Carlos López Otín tại Đại học Oviedo, đã góp phần giải mã bộ gen của loài sứa bất tử này. Các kết quả đã được công bố trên tạp chí PNAS. Điều này được thực hiện bằng cách đọc từng chữ cái và viết ra từng gen tất cả DNA của nó như thể nó là một cuốn sách hướng dẫn khổng lồ.
Cuốn sách khổng lồ này chứa tất cả thông tin cần thiết để các tế bào thực hiện các chức năng quan trọng của chúng. Kết quả là, một số manh mối về bộ gen đã được xác định góp phần tìm hiểu tuổi thọ phi thường của loài sứa bất tử.

Sử dụng các công cụ tin sinh học khác nhau và bộ gen so sánh (so sánh sách di truyền giữa các loài), người ta đã phát hiện ra rằng Turritopsis dohrnii sở hữu một số biến thể di truyền góp phần tạo nên tính dẻo sinh học và tuổi thọ của nó.

Các gen được tìm thấy có liên quan đến các chìa khóa khác nhau dẫn đến lão hóa, chẳng hạn như sửa chữa và sao chép DNA, đổi mới quần thể tế bào gốc, giao tiếp giữa tế bào với tế bào và giảm môi trường tế bào oxy hóa gây tổn hại cho tế bào và duy trì telomere (đầu nhiễm sắc thể).

Tất cả các quá trình này có liên quan đến tuổi thọ và lão hóa khỏe mạnh ở người.

Ngoài ra, bằng cách nghiên cứu chi tiết từng giai đoạn trẻ hóa của chúng, một loạt thay đổi trong biểu hiện gen đã được xác định là cần thiết để các tế bào biến đổi, thông qua một quá trình được gọi là quá trình biệt hóa. Điều này cho phép Turritopsis dohrnii thiết lập lại đồng hồ sinh học của chính nó một cách hiệu quả.

Tất cả các cơ chế này hoạt động phối hợp với nhau như một tổng thể, do đó điều phối quá trình để đảm bảo sự trẻ hóa thành công của loài sứa bất tử.

ADDAFFI

Bí mật thực sự của sự bất tử

Nếu Juan Ponce de León biết được những bí mật mà Turritopsis dohrnii cất giữ trong quá trình tìm kiếm suối nguồn tươi trẻ, thì anh ta đã bị bỏ mặc cho khô héo. Và các nhà giả kim sẽ không tìm thấy hòn đá triết gia mà họ mong đợi. Đó là bởi vì, thật không may, cơ thể con người không thể tái tạo những gì loài sứa làm. Có lẽ cách duy nhất để tìm thấy một đài phun nước hoặc hòn đá như vậy là nhận ra rằng không có sự sống nếu không có cái chết. Mọi hệ thống, giống như loài người hay cơ thể của chính chúng ta, đều cần cái chết của một số bộ phận để duy trì sự cân bằng và tồn tại.
Từ những khai thác hấp dẫn của Turritopsis dohrnii, chúng tôi đã học được các chìa khóa và giới hạn của tính dẻo của tế bào. Từ kiến thức này, chúng tôi hy vọng sẽ tìm ra câu trả lời tốt hơn cho nhiều căn bệnh liên quan đến lão hóa đang gây rắc rối cho chúng ta ngày nay.

Tuy nhiên, giấc mơ về sự bất tử sinh học đối với con người vẫn chỉ là: một giấc mơ. Con người ít nhất đã khám phá ra cách trở nên bất tử theo một cách khác – bằng cách đóng góp cho lịch sử thông qua nghệ thuật và kiến thức.

Đỗ Quyên
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM