Lịch sử sinh học thế giới vừa chứng kiến một bước ngoặt chấn động. Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã thực hiện một thí nghiệm dường như chỉ có trong phim viễn tưởng: hồi sinh một công cụ di truyền có tuổi đời gần một tỷ năm - thời điểm thế giới động vật thậm chí còn chưa hình thành và đưa nó vào cơ thể một loài động vật có vú hiện đại.
Kết quả thu được đã vượt xa mọi dự đoán khi một cá thể chuột khảm khỏe mạnh đã chào đời, khẳng định sự liên tục phi thường của dòng chảy sự sống qua hàng trăm triệu năm tiến hóa.
Quá khứ của hàng trăm triệu năm trước là kỷ nguyên thống trị của các sinh vật đơn bào sơ khai trên hành tinh Trái Đất. Trong số đó, trùng roi cổ áo được giới khoa học xác định là những người họ hàng gần nhất còn sống của toàn bộ thế giới động vật đa bào ngày nay.
Điều gây kinh ngạc là khi phân tích bộ gen của loài sinh vật đơn thể này, các chuyên gia phát hiện chúng sở hữu các phiên bản của gen Sox và POU. Đây vốn là những mắt xích tối quan trọng điều khiển sự hình thành tế bào gốc ở động vật và trước đây luôn được khẳng định là hoàn toàn vắng mặt ở các sinh vật đơn bào. Khám phá này ngay lập tức làm đảo lộn mọi nhận thức kinh điển của giới khoa học về nguồn gốc và bản chất tiến hóa của tế bào gốc.
Để chứng minh luận điểm, các nhà khoa học đã tiến hành một bước đi thực nghiệm đầy táo bạo: lấy gen Sox của trùng roi cổ áo để thay thế cho gen Sox2 trong tế bào chuột. Một phản ứng sinh học kỳ diệu đã xảy ra khi các mã di truyền nguyên thủy này kích hoạt tế bào chuột tái lập trình thành công thành tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSCs) - loại tế bào có khả năng biệt hóa thành mọi loại tế bào chức năng trong cơ thể.
Khi các tế bào iPSCs mang gen cổ đại này được tiêm vào phôi chuột đang phát triển, chúng đã tạo ra một sinh vật khảm hoàn chỉnh. Chú chuột sinh ra mang những đốm lông màu đen và đôi mắt sẫm màu đặc trưng, xác nhận rằng đoạn gen từ tổ tiên đơn bào xa xưa đã can thiệp và định hình hoàn hảo quá trình phát triển của một cơ thể động vật phức tạp.
Theo Tiến sĩ Alex de Mendoza, tác giả đứng đầu nghiên cứu, mặc dù trùng roi cổ áo không có tế bào gốc, nhưng chúng sở hữu các gen này để kiểm soát các tiến trình nội bào cơ bản, trước khi động vật đa bào tái sử dụng chúng để xây dựng các cơ thể phức tạp sau này. Phát hiện này không chỉ mang giá trị lịch sử thuần túy mà còn mang lại một tầm nhìn đột phá cho y học hiện đại.
Đồng tác giả nghiên cứu, Tiến sĩ Ralf Jauch nhận định rằng việc thấu hiểu cội nguồn của các công cụ di truyền sẽ giúp các nhà khoa học tìm ra phương thức tinh chỉnh, tối ưu hóa các cơ chế vạn năng của tế bào gốc, tạo tiền đề vững chắc cho các bước tiến vượt bậc trong lĩnh vực y học tái tạo và nuôi cấy mô điều trị các căn bệnh nan y sau này.
Tham khảo: Iflscience
Đức Khương
