Phát hiện enzyme tự sửa chữa DNA của một loài chuột, mở ra hy vọng giúp con người trường thọ

Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Đại học Đồng Tế (Tongji University, Thượng Hải, Trung Quốc) vừa hé lộ bí mật có thể lý giải vì sao chuột chũi trụi lông, loài gặm nhấm nhỏ bé gần như không có lông, lại có thể sống khỏe mạnh gần 40 năm mà hầu như không hề lão hóa hay mắc bệnh nan y.

Từ lâu, Heterocephalus glaber, tên khoa học của chuột chũi trụi lông, đã khiến giới sinh học say mê vì khả năng thách thức thời gian. Giờ đây, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã tiến thêm một bước khi phát hiện cơ chế tự sửa chữa DNA đặc biệt của loài này. Phát hiện đó có thể nắm giữ chìa khóa cho giấc mơ kéo dài tuổi thọ ở con người.

Theo công bố trên tạp chí Science, nhóm nghiên cứu xác định rằng chỉ cần bốn thay đổi nhỏ trong cấu trúc axit amin của enzyme cGAS (cyclic guanosine monophosphate adenosine monophosphate synthase) cũng đủ giúp chuột chũi trụi lông tự sửa chữa DNA hiệu quả hơn nhiều so với con người.

Ở người, enzyme cGAS có vai trò phát hiện tổn thương DNA và kích hoạt phản ứng miễn dịch, nhưng đồng thời lại cản trở quá trình phục hồi vật chất di truyền. Ngược lại, ở chuột chũi trụi lông, bốn biến đổi nhỏ này khiến enzyme hoạt động theo hướng ngược lại, thúc đẩy quá trình sửa chữa DNA và giúp bộ gen luôn ổn định.

“Những thay đổi này giúp tế bào của chuột chũi trụi lông tránh được tổn thương và chết sớm”, nhóm nghiên cứu cho biết. “Chúng sở hữu một hệ thống bảo trì di truyền cực kỳ hiệu quả, gần như miễn nhiễm 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, khả năng sửa chữa DNA của các tế bào này tăng mạnh, trong khi các dấu hiệu lão hóa giảm rõ rệt.

Tiếp đó, nhóm thử nghiệm trên ruồi giấm, loài chỉ sống khoảng 40 ngày. Khi được chỉnh sửa gen để sản xuất enzyme cGAS của chuột chũi trụi lông, tuổi thọ trung bình của ruồi tăng thêm 25%, tương đương sống lâu hơn khoảng 10 ngày.

Trong thí nghiệm cuối cùng, những con chuột được trang bị enzyme đặc biệt này cho thấy dấu hiệu lão hóa chậm lại, lông bạc ít hơn, nội tạng khỏe mạnh hơn và sống lâu hơn nhóm đối chứng.

Theo tiến sĩ Zhang Wei, tác giả chính của nghiên cứu, phát hiện này chứng minh rằng sự ổn định của bộ gen có thể được tăng cường tự nhiên thông qua những biến đổi nhỏ của enzyme. Tuy nhiên, ông nhấn mạnh việc áp dụng lên con người vẫn còn xa vời, bởi lão hóa là quá trình phức tạp, liên quan đến nhiều yếu tố như viêm mãn tính, rối loạn chuyển hóa và tổn thương tế bào, chứ không chỉ riêng DNA.

Giới chuyên gia nhận định rằng nếu một ngày nào đó con người có thể mô phỏng cơ chế sửa chữa DNA của chuột chũi trụi lông, đây sẽ là bước ngoặt lớn trong y học tái tạo, mở ra khả năng kéo dài tuổi thọ khỏe mạnh, ngăn ngừa ung thư và các bệnh thoái hóa tuổi già. Dù vậy, họ cũng cảnh báo rằng việc can thiệp vào cơ chế di truyền có thể tiềm ẩn nhiều rủi ro, vì kích hoạt quá mức quá trình sửa chữa DNA có thể gây đột biến không mong muốn.

Chuột chũi trụi lông sinh sống trong các đường hầm dưới lòng đất ở châu Phi. Dù có vẻ ngoài xấu xí, chúng lại là minh chứng sống động cho khả năng vượt qua giới hạn sinh học tự nhiên, không bị ung thư, ít mắc bệnh tim, có hệ trao đổi chất ổn định và hầu như không lão hóa.

Trước đây, các nhà khoa học cho rằng hệ miễn dịch đặc biệt, khả năng chịu thiếu oxy và cấu trúc protein bền vững là yếu tố giúp chúng sống lâu. Nhưng nay, phát hiện ở cấp độ DNA đã chạm đến cốt lõi của vấn đề, nơi mọi quá trình sống và lão hóa bắt đầu.

Dù còn nhiều câu hỏi chưa có lời giải, nghiên cứu này vẫn được xem là bước tiến lớn trong hành trình tìm kiếm bí mật trường thọ. Từ một loài gặm nhấm nhỏ bé sống dưới lòng đất, chuột chũi trụi lông đã một lần nữa khiến giới khoa học kinh ngạc, mở ra hy vọng rằng một ngày nào đó con người không chỉ có thể sống lâu hơn mà còn sống khỏe mạnh và trẻ trung hơn nhờ chính sức mạnh từ DNA của mình.