Giải mã gene giúp cá voi sống hơn 200 năm
Bí quyết dường như nằm ở một loại protein "kích hoạt lạnh", có khả năng sửa chữa DNA bị hư hỏng và giúp loài cá voi đầu cong luôn duy trì trạng thái sức khỏe hoàn hảo.
Với lớp mỡ dày tới nửa mét bao quanh cơ thể và thói quen dùng đầu húc vào những tảng băng khổng lồ ở Bắc Cực, cá voi đầu cong nặng tới 80 tấn.
Thế nhưng, trái với vẻ ngoài cục mịch, loài cá voi này lại nổi bật với khả năng sống hơn 200 năm và hầu như không mắc ung thư hay các bệnh liên quan đến lão hóa.
Một phân tích mới ở cấp độ tế bào vừa được công bố đã góp phần giải mã bí mật về khả năng sống thọ phi thường ấy. Theo nghiên cứu, cá voi đầu cong sở hữu một loại protein “kích hoạt lạnh” có khả năng sửa chữa hiệu quả các tổn thương DNA - yếu tố được xem là chìa khóa giúp chúng duy trì sức khỏe trong suốt hai thế kỷ.
"Chúng ta đều biết cá voi đầu cong có tuổi thọ đáng kinh ngạc, nhưng chưa ai hiểu đầy đủ nguyên nhân", ông Zhiyong Mao, nhà sinh học phân tử tại Đại học Đồng Tế (Trung Quốc), nhận định.
“Phát hiện này cho thấy việc tăng cường cơ chế sửa chữa DNA nhằm ổn định bộ gen có thể là chiến lược chủ chốt mà loài vật này sử dụng để đạt tuổi thọ vượt chuẩn”.
Ông bổ sung rằng, nếu được nghiên cứu sâu hơn, những kết quả vừa công bố có thể mở ra manh mối về cách kéo dài tuổi thọ cho con người.
Thực tế, khi protein của cá voi được biểu hiện trong tế bào người, khả năng sửa chữa DNA của các tế bào này đã được cải thiện rõ rệt.
Một đối tượng nghiên cứu "khó nhằn"
Trong nỗ lực giải mã yếu tố quyết định tuổi thọ, các nhà khoa học thường nghiên cứu những loài động vật sống lâu bất thường như dơi, hải ly hay voi.
Chẳng hạn, vào tháng 10 vừa qua, nhóm của ông Mao phát hiện chuột dũi trụi lông, có tuổi thọ hơn 30 năm (một thành tích ấn tượng đối với loài gặm nhấm), cũng sở hữu một dạng protein sửa chữa DNA được tăng cường.
Thế nhưng cá voi đầu cong lại là đối tượng nghiên cứu đặc biệt khó tiếp cận. Đây là một trong những loài động vật lớn nhất hành tinh, không thể nuôi trong phòng thí nghiệm, và còn nằm trong danh sách những loài có nguy cơ tuyệt chủng, khiến việc nghiên cứu ngoài tự nhiên gặp nhiều rào cản.
May mắn là mỗi mùa thu, các cộng đồng Iñupiaq Inuit ở phía bắc Alaska được phép săn cá voi đầu cong theo truyền thống. Những người thợ săn sẽ giữ lại một số mẫu mô, và các sinh viên hợp tác với nhà nghiên cứu Vera Gorbunova, đồng tác giả của công trình, đã thực hiện chuyến đi dài lên vùng cực Bắc để thu thập chúng.
Nhóm nghiên cứu mang các mẫu mô về phòng thí nghiệm và nuôi cấy tế bào cá voi. Với tuổi thọ đáng kinh ngạc của loài vật này, họ đặt giả thuyết rằng tế bào cá voi có thể có khả năng kháng ung thư vượt trội. Nhưng kết quả lại đi theo hướng ngược lại: tế bào cá voi cần ít đột biến gây ung thư hơn để trở nên ác tính so với tế bào người.
Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ những đột biến đó ít có khả năng xảy ra ngay từ đầu. Tế bào cá voi thể hiện khả năng sửa chữa DNA vượt trội và có tỷ lệ đột biến thấp hơn nhiều so với tế bào người.
Nhóm của bà Vera Gorbunova đã xác định được yếu tố then chốt: một protein tên CIRPB, có khả năng sửa chữa các đoạn DNA bị đứt gãy và được kích hoạt trong điều kiện lạnh - đặc trưng của môi trường sống Bắc cực.
Đáng chú ý, khi CIRPB được tạo ra trong tế bào người nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, khả năng sửa chữa DNA của các tế bào này cũng được cải thiện. Và khi protein này được biểu hiện ở ruồi giấm, chúng sống lâu hơn và kháng bức xạ - một tác nhân gây đột biến - tốt hơn so với ruồi thường.
Ông Mao nhấn mạnh rằng cần thêm nhiều nghiên cứu để hiểu đầy đủ cơ chế hoạt động của CIRPB và liệu nó có lợi cho con người hay không. Dù vậy, những kết quả này đã nêu bật vai trò quan trọng của việc sửa chữa DNA đối với tuổi thọ và khả năng phòng chống ung thư./.