Buzz
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Đồng Tế, Thượng Hải, Trung Quốc đã mang lại những hiểu biết mới, làm sáng tỏ lý do tại sao loài gặm nhấm kỳ lạ này (Heterocephalus glaber) lại có tuổi thọ ấn tượng đến vậy.
Chuột chũi trụi lông (naked mole rat, Heterocephalus glaber) từ lâu đã trở thành đối tượng nghiên cứu chính trong giới sinh học, nổi bật với khả năng sống lâu đáng kinh ngạc so với các loài gặm nhấm khác. Dù có ngoại hình không mấy dễ nhìn, với làn da nhăn nheo và thiếu lông, loài vật này lại sở hữu một trong những bí ẩn sinh học thú vị nhất: tuổi thọ lên tới gần 40 năm mà không mắc phải các bệnh nan y hay dấu hiệu lão hóa rõ rệt.
Mới đây, một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã tiến hành thêm một bước quan trọng trong việc khám phá “siêu năng lực” của loài chuột chũi này, và phát hiện của họ có thể mở ra triển vọng mới cho giấc mơ kéo dài tuổi thọ tự nhiên của con người.
Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science, các nhà khoa học tại Đại học Đồng Tế, Thượng Hải, Trung Quốc, đã phát hiện ra cơ chế tự sửa chữa DNA của chuột chũi trụi lông, một phát hiện quan trọng trong việc ngăn ngừa lão hóa tế bào và duy trì sự ổn định của bộ gen suốt cuộc đời.
Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã phát hiện rằng chỉ cần bốn thay đổi nhỏ trong cấu trúc axit amin của một enzyme đặc biệt, loài gặm nhấm này có thể thực hiện quá trình sửa chữa DNA hiệu quả hơn nhiều so với con người.
Enzyme mà nhóm nghiên cứu đề cập có tên là cGAS (cyclic guanosine monophosphate–adenosine monophosphate synthase), một cảm biến DNA quan trọng trong sinh học tế bào. Ở người, cGAS có nhiệm vụ phát hiện các tổn thương DNA và kích hoạt phản ứng miễn dịch, nhưng điều kỳ lạ là nó lại ức chế khả năng tự sửa chữa DNA của tế bào, làm cho bộ gen trở nên dễ tổn thương theo thời gian.
Tuy nhiên, ở chuột chũi trụi lông, nhóm nghiên cứu phát hiện rằng cGAS không chỉ không kìm hãm mà còn thúc đẩy quá trình phục hồi DNA nhờ vào bốn thay đổi tinh vi trong chuỗi axit amin của nó.
"Những thay đổi này giúp enzyme của chuột chũi trụi lông duy trì sự ổn định của bộ gen và ngăn ngừa quá trình chết tế bào sớm", nhóm tác giả chia sẻ. "Nói cách khác, loài này sở hữu một hệ thống bảo trì sinh học cực kỳ hiệu quả - giúp chúng gần như miễn dịch với lão hóa".
Để kiểm chứng, các nhà khoa học đã chuyển enzyme cGAS của chuột chũi trụi lông vào tế bào người và chuột trong phòng thí nghiệm. Kết quả thật đáng kinh ngạc: tốc độ sửa chữa DNA của các tế bào này được cải thiện rõ rệt, đồng thời các dấu hiệu lão hóa phân tử giảm đi đáng kể.
Nhóm nghiên cứu không dừng lại ở đó mà tiếp tục thử nghiệm trên ruồi giấm, loài côn trùng có vòng đời rất ngắn. Khi được chỉnh sửa gen để sản xuất cGAS của chuột chũi trụi lông, ruồi giấm sống lâu hơn khoảng 10 ngày so với bình thường. Mặc dù con số này có vẻ nhỏ, nhưng trong bối cảnh ruồi giấm chỉ sống khoảng 40 ngày, đây là một mức tăng tuổi thọ lên tới 25%, một kết quả đột phá.
Cuối cùng, thí nghiệm được thực hiện trên chuột thí nghiệm. Những con chuột được cấy cGAS của chuột chũi trụi lông cho thấy dấu hiệu lão hóa chậm lại rõ rệt: chúng có ít lông bạc hơn, các cơ quan nội tạng khỏe mạnh hơn và sống lâu hơn so với nhóm đối chứng.
Theo nhóm nghiên cứu, phát hiện này mở ra khả năng rằng con người có thể hưởng lợi nếu học được cách kích hoạt cơ chế sửa chữa DNA giống như loài gặm nhấm kỳ lạ này. Tuy nhiên, họ nhấn mạnh rằng việc ứng dụng cho y học con người vẫn còn rất xa vời. Lão hóa là một quá trình phức tạp, liên quan đến nhiều yếu tố như viêm mãn tính, rối loạn trao đổi chất và tổn thương tế bào, không chỉ là lỗi DNA.
Tiến sĩ Zhang Wei, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Điều chúng tôi chứng minh được là cơ chế ổn định bộ gen có thể được cải thiện tự nhiên thông qua biến đổi enzyme. Tuy nhiên, để áp dụng vào con người, cần nhiều năm nghiên cứu để đảm bảo an toàn và kiểm soát các hậu quả sinh học không mong muốn".
Phát hiện này càng làm vững thêm quan điểm rằng lão hóa không phải là số phận cố định của sinh học, mà là kết quả của các cơ chế có thể được điều chỉnh. Nếu chúng ta có thể mô phỏng cách chuột chũi trụi lông duy trì sự ổn định bộ gen, con người có thể không chỉ sống lâu hơn mà còn sống khỏe mạnh hơn.
Suốt nhiều năm qua, cộng đồng khoa học đã rất chú ý đến khả năng "thách thức thời gian" của loài chuột chũi trụi lông, loài gặm nhấm sống dưới các đường hầm ngầm ở châu Phi. Chúng không bị ung thư, ít mắc bệnh tim mạch, và có một quá trình trao đổi chất cực kỳ ổn định.
Một số nghiên cứu trước đây cho rằng hệ miễn dịch đặc biệt, khả năng chịu thiếu oxy và cấu trúc protein vững bền là những yếu tố chủ chốt giúp loài này sống lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu mới nhất này đã đi sâu vào nguyên nhân cơ bản - cấp độ DNA, nơi mọi quá trình lão hóa khởi phát.
Các chuyên gia cho rằng, trong tương lai, nếu con người có thể chỉnh sửa cGAS của chính mình hoặc phát triển thuốc sinh học mô phỏng cơ chế sửa chữa DNA của chuột chũi trụi lông, đó sẽ là một bước ngoặt trong y học tái tạo và chống lão hóa. Một số nhà khoa học thậm chí tin rằng hiểu rõ cơ chế này có thể giúp ngăn ngừa ung thư và các bệnh thoái hóa tuổi tác.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng cảnh báo thận trọng: mọi can thiệp vào cơ chế di truyền của con người cần phải được nghiên cứu cẩn thận, vì việc kích hoạt quá mức quá trình sửa chữa DNA có thể gây ra sự mất ổn định gen hoặc làm tăng nguy cơ đột biến không mong muốn.
Dù vậy, nghiên cứu này vẫn được coi là bước tiến quan trọng trong hành trình giải mã bí ẩn của sự trường thọ tự nhiên. Từ một loài gặm nhấm sống dưới lòng đất, chuột chũi trụi lông đã giúp chúng ta hiểu rõ hơn về giới hạn sinh học của sự sống, và biết đâu, trong tương lai không xa, chính bí mật trong DNA của chúng sẽ giúp con người chạm gần hơn với giấc mơ "sống lâu, sống khỏe".
