Con người mang sẵn gen có thể giúp hồi phục mắt hỏng

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra tương tự như cá hay bò sát , con người cũng có khả năng tự tái tạo những cơ quan cảm giác bị hư hại như mắt.

Những chấn thương về mắt, cụ thể hơn là tổn thương võng mạc , là nguyên nhân hàng đầu gây ra bệnh mù mắt trên thế giới . Ảnh: Getty Images

Theo kênh truyền hình RT, trong quá trình tiến hóa , bộ gen có thể giúp hồi sinh các bộ phận cơ thể con người đã bị “tắt đi”.

Những chấn thương ở mắt, cụ thể hơn là tổn thương võng mạc , là nguyên nhân hàng đầu gây ra bệnh mù mắt trên thế giới .

Do cấu trúc và cơ chế hoạt động của cơ quan cảm giác như mắt rất phức tạp, với một loạt các tế bào hình nón và que tiếp nhận và truyền tải dữ liệu ánh sáng lên hệ thần kinh trung ương, giới y khoa không thể tái tạo mô võng mạc theo cách giống như những gì làm với các mô bị tổn thương khác ở da hoặc xương.

Tuy nhiên, những loài động vật như cá sọc vằn có thể tái tạo mô cơ quan thị giác. Đáng ngạc nhiên là 70% gen người tương tự bộ gen của loại cá trên, bao gồm cả gen có khả năng tái tạo mô thị giác.

Theo nhà khoa học chuyên về thần kinh Seth Blackshaw làm việc tại Đại học Johns Hopkins (Mỹ), khả năng này có sẵn trong cơ thể nhiều loài động vật gồm cả con người . Song trong quá trình biến hóa, khả năng đó đã bị tiêu biến.

Chuyên gia Blackshaw giải thích: “Nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra rằng tiềm năng tái sinh là có ở các loài động vật có vú, bao gồm cả con người , nhưng một số áp lực tiến hóa đã khiến khả năng đó tiêu biến”.

Khi hình thành một sinh linh trong bụng người mẹ, võng mạc hình thành như một phần mở rộng của bộ não phát triển ở bên ngoài cơ thể. Trong võng mạc, các tế bào thần kinh đệm Müller hoạt động như một lớp màng bảo vệ mắt, làm sạch các chất dẫn truyền thần kinh và các mảnh vụn khác nhau trong mắt, đồng thời kích hoạt phản ứng miễn dịch khi cần thiết.

Ở một số loài động vật, chẳng hạn như cá và bò sát , các tế bào Müller này cũng tái tạo các tế bào thần kinh truyền tín hiệu ánh sáng đã nhận từ mắt đến não để xử lý.

Nhà nghiên cứu Thanh Hoang cùng các đồng nghiệp đến từ Đại học Johns Hopkins đã kiểm tra các gen được tìm thấy trong tế bào ở cá sọc vằn, gà con và chuột, cũng như theo dõi cách chúng phản ứng với tổn thương võng mạc ở ba loài.

Các gen này sau đó đã kích hoạt phản ứng miễn dịch để phong tỏa các mô bị tổn thương và ngăn chặn sự lây nhiễm.

Tuy nhiên, trong các tế bào động vật có vú như chuột, một mạng lưới trong cơ thể đã ngăn chặn các gen kích hoạt trước khi chúng có thể bắt đầu biến đổi thành các tế bào tái sinh như ở các loài động vật không vú khác.

Bằng cách tìm hiểu cơ chế cơ bản chi phối các tế bào, các nhà nghiên cứu có thể kích thích các tế bào bắt đầu tái tạo tế bào thần kinh võng mạc ở chuột trưởng thành sau khi chúng gặp chấn thương ở mắt.

Các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng việc mất khả năng tái sinh này có thể là một sự đánh đổi trong quá trình tiến hóa .

“Chúng tôi biết rằng một số loại virus, vi khuẩn và thậm chí cả ký sinh trùng có thể tác động đến não. Điều này sẽ là một thảm họa nếu các tế bào não bị nhiễm trùng phát triển và lây lan qua hệ thần kinh”, chuyên gia Blackshaw lý giải.

Mặc dù công trình của các nhà khoa học đại học Johns Hopkins vẫn cần phải nghiên cứu thêm và mục tiêu con người có thể tái tạo các cơ quan cảm giác bị tổn thương như mắt vẫn còn rất xa mới đạt được song nó cũng mở ra cơ hội tiềm năng cho người mù trên toàn thế giới .

Tại sao dơi sống sót khi mang virus chết người?

Đại dịch Covid-19 khiến chúng ta nhận thức sâu sắc rằng, dơi có một khả năng kỳ lạ khi mang theo các loại virus chết người nhưng bằng cách nào đó vẫn sống sót.

Bộ gen của dơi tiết lộ "siêu năng lực" chống lại những mầm bệnh chết người nó mang trong mình. Ành: Getty Images.

Đại dịch Covid-19 khiến chúng ta nhận thức sâu sắc rằng, dơi có một khả năng kỳ lạ khi mang theo các loại virus chết người nhưng bằng cách nào đó vẫn sống sót.

Có rất nhiều điều chúng ta chưa biết về khả năng kháng virus và các khả năng khác của dơi như tuổi thọ cực cao. Phải có trình tự bộ gen chi tiết mới có thể cung cấp một số manh mối giải mã bí ẩn này.

Nhà nghiên cứu tiến hóa và bảo tồn sinh vật học Liliana Davalos, Đại học Stony Brook, Mỹ cho biết: "Nhờ một loạt các phân tích thống kê phức tạp, chúng tôi đã bắt đầu khám phá những siêu năng lực của loài dơi, bao gồm cả khả năng chịu đựng và vượt qua virus di truyền RNA".

Bằng cách so sánh bộ gen của sáu loài dơi với bộ gen của động vật có vú khác, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng cho thấy hệ thống miễn dịch của dơi hoạt động theo cách độc nhất vô nhị. Việc tìm hiểu rõ cách chúng chống lại virus có thể giúp chúng ta làm điều tương tự.

Những "siêu năng lực" chống lại virus này đã cho phép dơi phát triển mạnh ở nhiều môi trường trên thế giới. Hiện tại chúng chiếm 20% tổng số các loài động vật có vú còn sống, với hơn 1.400 loài dơi được xác định.

Và mặc dù mang nhiều mầm bệnh, chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái của chúng ta. Ít nhất 500 loài thực vật phụ thuộc vào sự thụ phấn của dơi như chuối, xoài và cây thùa (agave). Một số loài thực vật phụ thuộc vào phân của chúng. Dơi còn giữ vai trò kiểm soát côn trùng gây hại như muỗi vì đó là nguồn thức ăn của chúng.

Hiểu được sức đề kháng và cách dơi chống lại hiệu quả mầm virus luôn mang trong mình, có thể giúp chúng ta tồn tại an toàn hơn.

Dơi đã mất một chủng gen của động vật có vú liên quan đến hệ thống miễn dịch. Ảnh: Brock và Sherri Fenton.

Giáo sư, Tiến sĩ Davalos và các đồng nghiệp đã giải trình tự và so sánh bộ gen của sáu loài dơi khác nhau bao gồm loài dơi ăn côn trùng, dơi ăn muỗi, dơi ăn quả và dơi ăn tạp.

Sau đó, họ so sánh chúng với 42 bộ gen động vật có vú khác, cho phép họ tìm ra các bộ phận khác biệt ở loài dơi, và do đó xác định các mã hóa di truyền độc đáo của loài dơi.

Trước đây, các nhà khoa học phát hiện dơi có sự tiến hóa mạnh mẽ các gen liên quan đến thính giác, chúng có khả năng định vị bằng tiếng vang. Và giờ đây, nhóm nghiên cứu phát hiện ra dơi đã mất một chủng gen của động vật có vú liên quan đến hệ thống miễn dịch. Trong đó, bao gồm một số gen kích thích miễn dịch liên quan đến các bệnh miễn dịch ở người.

Thay đổi trong một nhóm gen miễn dịch khác gọi là APOBEC cũng đã được nhìn thấy ở dơi. Những gen này đã bị mất, mở rộng hoặc nhân đôi trên các loài dơi khác nhau. Chúng tạo ra các enzyme liên quan đến việc ngăn chặn khả năng đưa gen của virus vào bộ gen của vật chủ, một phần quan trọng trong khả năng sao chép của virus.

"Càng ngày, chúng ta càng thấy sự sao chép và mất gen là quan trọng trong quá trình phát triển các tính năng và chức năng mới trên Cây sự sống (Tree of Life)", Giáo sư, Tiến sĩ Dávalos giải thích.

Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy những đoạn gen cũ của virus cổ đại được đưa vào bộ gen của dơi và sau đó được truyền qua nhiều thế hệ.

Con người cũng có những virus cổ đại này và chúng cung cấp một hồ sơ về nhiễm virus thông qua lịch sử tiến hóa của chúng ta, giống như một bộ nhớ di truyền.

Bộ gen của dơi có các virus cổ đại này đa dạng hơn con người và chúng tiết lộ dơi đã sống sót với các loại virus mà trước đây được cho là chỉ lây nhiễm cho chim.

Kết hợp lại với nhau, những phát hiện này hỗ trợ bằng chứng ngày càng tăng rằng dơi có thể chịu đựng và sống sót sau khi nhiễm virus tốt hơn hầu hết các động vật có vú, bởi vì hệ thống miễn dịch của chúng hoạt động khác biệt.

Các nhà nghiên cứu viết trong bài báo của họ vừa công bố trên tạp chí Nature : "Bộ gen dơi chất lượng của chúng tôi cung cấp các nguồn lực cần thiết để khám phá và xác thực cơ sở của sự thích nghi trong gen của dơi và mở ra các con đường nghiên cứu mới liên quan trực tiếp đến sức khỏe và bệnh tật của con người".

Có lẽ một ngày nào đó dơi sẽ chia sẻ "siêu năng lực" chống virus của chúng với chúng ta, cũng như cách chúng đã truyền mầm bệnh cho con người vậy.