Di Truyền Học

Một nghiên cứu trên ruồi giấm đặt nghi vấn về những gen trước đây vốn được cho là có liên quan đến sự lão hoá

Ngày đăng: 03-09-2022

Chi tiết bài viết
Bài viết liên quan

Rate this post

Lão hoá là một quá trình tất yếu diễn ra trong mỗi cơ thể sống. Đó là một quá trình phức tạp liên quan đến chín dấu hiệu chính (về mặt phân tử và tế bào), bao gồm: sự bất ổn định của bộ gen, sự ngắn dần của đầu mút nhiễm sắc thể (telomere), sự thay đổi trong di truyền ngoại gen (epigenetics), sự mất cân bằng protein, sự giảm điều hoà của quá trình cảm nhận chất dinh dưỡng, rối loạn chức năng ty thể, sự lão hóa tế bào, sự cạn kiệt tế bào gốc, và sự thay đổi trong giao tiếp giữa các tế bào.

Tổng hoà của cả yếu tố di truyền và yếu tố không di truyền đóng vai trò quyết định đối với tuổi thọ và quá trình lão hoá của từng cá thể. Tuy nhiên, các nhà khoa học của Viện Y Tế Quốc Gia Hoa Kỳ (NIH) hiện đang đặt nghi vấn về những gen vẫn được biết đến từ trước đến nay là có liên quan đến lão hoá. Họ đã cho ruồi giấm dùng thuốc kháng sinh và theo dõi hoạt động của vài trăm gen trong toàn bộ thời gian sống của chúng. Họ bất ngờ phát hiện ra rằng thuốc kháng sinh kéo dài tuổi thọ của ruồi nhưng cũng thay đổi hoạt động của những gen này. Kết quả nghiên cứu của họ cho thấy rằng chỉ có khoảng 30% các gen vốn được cho là có liên quan đến lão hóa đóng vai trò trong việc thiết lập đồng hồ bên trong của động vật, trong khi phần còn lại chỉ phản ánh đáp ứng của cơ thể đối với vi khuẩn. Những phát hiện của các nhà khoa học ở NIH còn cho thấy một số dấu hiệu của lão hoá không phải là đặc điểm của quá trình này, mà đó là các đáp ứng mà cơ thể dùng để đối phó với môi trường vi sinh vật thông thường của chúng. Những phát hiện này được công bố trên tạp chí iScience của Cell với nhan đề “Common features of aging fail to occur in Drosophila raised without a bacterial microbiome.” (Tạm dịch là: Các đặc tính thông thường của lão hoá không diễn ra ở những Drosophila được nuôi trong điều kiện không có vi khuẩn trong hệ vi sinh vật).

Các nhà nghiên cứu cho biết: “Tuổi thọ bị giới hạn bởi những suy giảm nội tại trong cơ thể theo tuổi tác và bởi những tác động của môi trường bên ngoài, là một bức tranh chung đang tồn tại về những thiếu hụt của sự lão hoá và phản ánh sự thay đổi tương quan tuổi tác trong biểu hiện gen được bảo tồn giữa các loài. Tuy nhiên, ở đây, bằng cách so sánh biểu hiện gen của Drosophila được nuôi thông thường với những con ruồi được nuôi trong điều kiện không có vi khuẩn, chúng tôi nhận thấy rằng có khoảng 70% trong số những thay đổi về biểu hiện gen liên quan đến lão hoá này không xảy ra ở ruồi được nuôi trong môi trường sạch khuẩn.”

Tiến sĩ Edward Giniger, nhà nghiên cứu cao cấp tại Viện Quốc Gia về Rối Loạn Thần Kinh và Đột Quỵ thuộc NIH (NINDS) và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Trong nhiều thế kỷ các nhà khoa học đã tìm ra một danh sách những gen lão hoá. Những gen này được cho là kiểm soát quá trình lão hoá trong giới động vật, từ những con sâu cho tới chuột và người. Chúng tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng chỉ có khoảng 30% những gen này mới trực tiếp tham gia vào quá trình lão hoá. Hy vọng những kết quả này sẽ giúp các nhà nghiên cứu y khoa hiểu rõ hơn những tác động lên những bệnh có liên quan đến sự lão hoá.”

Những kết quả nghiên cứu của nhóm của Tiến sĩ Giniger được họ phát hiện một cách tình cờ khi họ đang nghiên cứu về những gen lão hoá ở Drosophia, trước đây họ đã chứng minh được cách hệ thống miễn dịch hoạt động quá mức có thể đóng một vai trò quan trọng trong những tổn thương thần kinh gây ra bởi một số rối loạn ở não, dù không xem xét vai trò của vi khuẩn lên sự lão hoá. Họ tin rằng các kháng sinh sẽ có thể không có hiệu quả hay có hiệu quả rất thấp trong việc ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn. Tuy nhiên, họ đã quan sát thấy rằng các chất kháng sinh đã làm tăng tuổi thọ của ruồi lên 6 ngày, từ 57 ngày trong nhóm đối chứng lên 63 ngày trong nhóm thí nghiệm.

“Đối với tuổi thọ của ruồi, 6 ngày là một khoảng thời gian dài. Ở người, nó có thể tương ứng với việc sống thêm khoảng 20 năm cuộc đời. Chúng tôi hoàn toàn ngạc nhiên và tự hỏi làm sao việc cho ruồi giấm ăn kháng sinh có thể khiến chúng sống lâu hơn,” Tiến sĩ Arvind Kumar Shukla, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tham gia vào nhóm của Giniger và là tác giả đứng đầu của nghiên cứu cho biết thêm.

Nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm manh mối trong gen của những con ruồi, và theo dõi hoạt động của gen trong đầu của những con ruồi 10, 30- và 45 ngày tuổi. Trong một nghiên cứu trước đó, nhóm đã phát hiện ra mối liên hệ giữa tuổi và hoạt động của gen, và phát hiện ra rằng việc nuôi ruồi bằng thuốc kháng sinh đã phá vỡ liên kết này. Nhìn chung, hoạt động gen ở những con ruồi được cho ăn kháng sinh thay đổi rất ít theo độ tuổi. Những con ruồi được xử lý về mặt di truyền trông giống như những con ruồi đối chứng 30 ngày tuổi.

Tiến sĩ Shukla cũng cho biết: “Ban đầu, chúng tôi đã không tin vào kết quả này. Nhiều gen trong đây từng là những gen kinh điển đánh dấu sự lão hoá. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra rằng chúng hoạt động khi có mặt vi khuẩn, chứ không phải là khi cơ thể bị lão hoá.”

Các nhà nghiên cứu cũng đã kiểm tra tác động của thuốc kháng sinh lên những gen này bằng cách bỏ đói chúng hoặc gây nhiễm trùng bằng vi khuẩn có hại. Họ quan sát thấy rằng thuốc kháng sinh đã giúp các con ruồi sống sót lâu hơn qua những lần bị bỏ đói hoặc bị nhiễm trùng. Họ cũng đã tìm ra cách giải thích tại sao những thuốc kháng sinh lại giúp kéo dài sự sống của những con ruồi qua việc tác động lên 30% những gen họ đã phân tích, đó là: kháng sinh đã kìm hãm mức độ hoạt động của những gen gây lão hoá ở những con ruồi đã được cho ăn kháng sinh (so với những con ruồi khác không ăn kháng sinh).

Tiến sĩ Giniger cho biết: “Chúng tôi đã tìm thấy rằng có những gen thực sự thiết lập đồng hồ sinh học bên trong cơ thể. Trong tương lai, chúng tôi sẽ xác định những gen thực sự có liên quan đến quá trình lão hoá. Nếu chúng ta muốn chống lại sự lão hoá, chúng ta cần biết chính xác những gen nào thiết lập đồng hồ này.” Các nhà nghiên cứu kết lại rằng: “Điều này ám chỉ rằng ở người những gen có liên quan đến những bệnh lão hoá cũng có thể liên quan chặt chẽ đến hệ vi sinh vật và những đáp ứng miễn dịch liên quan. Tuổi thọ phản ánh cả đồng hồ sinh học đáp ứng với trạng thái bên trong của động vật, và những đồng hồ khác, tồn tại song song, độc lập đáp ứng với các điều kiện môi trường bên ngoài, đặc biệt là hệ vi sinh vật.”

Nguyễn Đình Song Thanh (chuyển ngữ)

Nguyễn Thị Thu Huyền (hiệu đính)

Tài liệu tham khảo:

Ý Kiến Độc Giả: