Não của phôi chuột to lên nhờ DNA người

Các bạn yêu sinh học có lẽ đều đã biết rằng bộ gen người và tinh tinh (chimpanzee) chỉ khác nhau có chưa tới 2%, nghĩa là hai bộ gen của hai loài gần như giống nhau. Vậy trong 2% đó có những điều gì đã làm nên sự khác biệt quá lớn về ngôn ngữ hay tư duy? Các nhà khoa học tại Đại Học Duke đã công bố một công trình của họ trên tạp chí Current Biology ngày 19.2.2015 trong nỗ lực giải quyết câu hỏi này ở lĩnh vực não bộ.

Trong việc điều hòa hoạt động gen, các bạn hẳn đã biết đến khái niệm enhancer ở môn Sinh Học Phân Tử rồi phải không nhỉ? Bằng cách so sánh cơ sở dữ liệu di truyền giữa người và tinh tinh, các nhà khoa học tìm kiếm các enhancer biểu hiện chủ yếu trong giai đoạn phát triển sớm của não bộ. Họ ưu tiên các enhancer nào khác nhau chủ yếu giữa hai loài. Trong số 106 kết quả, họ chú ý đến 6 enhancer mà họ cho là có liên quan đến não bộ. Đó là các enhancer từ HARE1 đến HARE6 (viết tắt của “human-accelerated regulatory enhancers”).

Trên chromosome, HARE5 nằm gần gen Frizzled 8 vốn là một gen liên quan đến con đường phân tử trong sự phát triển và bệnh lý não bộ. HARE5 ở người và HARE5 ở tinh tinh chỉ khác nhau có 16 chữ cái trong mã di truyền.

Các nhà khoa học thí nghiệm sự hoạt động của HARE5 người và HARE5 tinh tinh trên phôi chuột có chứa gen Frizzled 8. Kết quả cho thấy HARE5 người kích hoạt sớm hơn và hoạt động nhiều hơn trong sự phát triển phôi so với HARE5 tinh tinh. Đồng thời, các tế bào tiền thân neurons bên phôi chuột có HARE5 người sinh sản nhanh hơn tạo ra nhiều neuron hơn so với bên có HARE5 tinh tinh. Chuột có HARE5 người có não lớn hơn 12% so với chuột có HARE5 tinh tinh. Vùng não bị ảnh hưởng chính là tân não (neocortex), là vùng não bậc cao liên quan đến ngôn ngữ và suy lý.

Các nhà khoa học dự tính sẽ nghiêm cứu các chú chuột chứa HARE5 người và HARE5 tinh tinh cho đến giai đoạn trưởng thành để thu được nhiều kết quả hơn nữa.

Huy Vũ

Bài báo: 

1. Bài báo: Human-Chimpanzee Differences in a FZD8 Enhancer Alter Cell-Cycle Dynamics in the Developing Neocortex
2. Duke University. (2015, February 19). Mouse embryo with big brain: Evolving a bigger brain with human DNA. ScienceDaily.

Xin mời Quý Độc Giả bỏ ra 2-5 phút để làm một khảo sát mức độ hài lòng về bài viết của IBSG tại đây. IBSG chân thành cảm ơn Quý Độc Giả!