Cụ rùa 194 tuổi có thể giúp loài người sống lâu hơn

Một phân tích di truyền mới đã hé lộ những manh mối tiềm năng về bí quyết sống thọ của Jonathan, cụ rùa khổng lồ và cũng là động vật trên cạn già nhất thế giới hiện tại được biết đến. Các nhà nghiên cứu cho biết những phát hiện này cuối cùng có thể cung cấp thông tin cho các phương pháp điều trị nhằm làm chậm sự suy giảm tế bào do tuổi tác ở con người.

Được tin là đã 194 tuổi, Jonathan thuộc loài rùa khổng lồ Aldabra - một loài có nguồn gốc từ quần đảo Seychelles ở Ấn Độ Dương. Cụ rùa này đã dành phần lớn cuộc đời mình trên hòn đảo St. Helena hẻo lánh thuộc Nam Đại Tây Dương, một Lãnh thổ Hải ngoại thuộc Anh.

Rùa khổng lồ nằm trong số những loài động vật trên cạn sống thọ nhất Trái Đất, với một số ghi chép cho thấy chúng thường xuyên có thể sống sót hơn một thế kỷ. Nhưng Jonathan, khi tiến gần đến sinh nhật thứ 200 của mình, là một ví dụ cực kỳ đặc biệt trong nhóm vốn đã rất đặc biệt này.

Một giải thích cho tuổi thọ kéo dài của những động vật này có thể là do chúng sống rất chậm - ngay cả ở cấp độ di truyền, theo một nghiên cứu mới được công bố ngày 7/10 trên tạp chí Science Advances.

"Giả định từ trước đến nay luôn là tốc độ trao đổi chất của chúng rất thấp so với chúng ta," đồng tác giả nghiên cứu Justin Gerlach, một nghiên cứu sinh sinh học tại Đại học Cambridge ở Vương quốc Anh, cho biết. "Điều đó có nghĩa là các quá trình diễn ra bên trong tế bào chậm hơn, do đó có ít phản ứng hóa học hơn và vì vậy ít gây tổn thương hơn cho các tế bào cũng như DNA."

Gerlach và các đồng nghiệp đã kiểm tra những giả định đó bằng cách nghiên cứu bộ gen của Jonathan - toàn bộ tập hợp DNA - cũng như biểu gen (epigenome), tức các công tắc bật và tắt gen của cụ rùa. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy 287 biến thể gen liên quan đến việc bảo vệ con vật khỏi tổn thương tế bào tất yếu đi kèm với thời gian.

"Cụ rùa sở hữu một số gen đặc biệt tốt cho việc sửa chữa DNA và giảm viêm," Gerlach nói, đề cập đến hai cơ chế then chốt được biết đến là giúp làm chậm quá trình lão hóa.

Cụ thể hơn, phân tích cho thấy Jonathan có thể tiếp tục biểu hiện các gen phù hợp ở mức độ phù hợp ngay cả khi đã về già. Quá trình này thường bắt đầu suy giảm sớm hơn nhiều ở hầu hết các loài động vật khác, bao gồm cả con người.

"Các tế bào của chúng ta bắt đầu hoạt động sai lệch và chúng ta mắc các bệnh như ung thư chẳng hạn. Nhưng Jonathan vẫn giữ được sự kiểm soát di truyền của một con vật trẻ hơn nhiều," ông nói thêm. "Chúng tôi chưa rõ liệu đó là do cụ rùa này là trường hợp ngoại lệ, hay thực ra đó là điều mà tất cả rùa khổng lồ đều làm được. Nhưng điều đó có nghĩa là cơ thể của chúng khỏe mạnh hơn nhiều so với dự đoán ở độ tuổi đó, so với những gì sẽ xảy ra ở con người."

Các thành viên khác trong thế giới động vật, bao gồm một số loài cá voi, cá mập và ngao, cũng được biết là đạt đến độ tuổi rất cao, nhưng các nhà khoa học biết rất ít về các cơ chế di truyền và phân tử quyết định tuổi thọ của một loài là dài hay ngắn, Joao Pedro de Magalhaes, chủ nhiệm bộ môn sinh học lão hóa phân tử tại Đại học Birmingham (Anh), người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết.

"Việc hiểu tại sao một số loài sống lâu hơn nhiều so với các loài khác sẽ đại diện cho một bước đột phá lớn trong hiểu biết của chúng ta về sự lão hóa và tuổi thọ, với những ứng dụng tiềm năng cho sức khỏe con người," ông nói thêm.

Bản thiết kế cho sự dẻo dai

Tuổi chính xác của Jonathan vẫn chưa được biết rõ. Các nhà khoa học ước tính cụ rùa khổng lồ này khoảng 194 tuổi dựa trên một bức ảnh chụp từ năm 1882 cho thấy nó đã đạt kích thước trưởng thành khi ở St. Helena. Rùa khổng lồ thường đạt đến kích thước này khi khoảng 50 tuổi, cho phép các nhà nghiên cứu suy ra tuổi hiện tại từ bức ảnh chụp cách đây 144 năm.

Dựa trên ước tính này, Thống đốc đảo St. Helena vào năm 2022 đã trao cho Jonathan một ngày sinh nhật chính thức - ngày 4 tháng 12 năm 1832; thời điểm mà Abraham Lincoln, Charles Darwin và Nữ hoàng Victoria đều còn sống và đang ở độ tuổi trẻ.

Tuy nhiên, Jonathan có thể còn già hơn - 200 tuổi hoặc hơn nữa, theo Gerlach. Việc cụ rùa đến St. Helena nhiều khả năng là do công chúng vào những năm 1800 coi rùa khổng lồ là "hiện vật kỳ lạ", và do đó cụ đã trở thành một món quà thú vị cho một quan chức thuộc địa.

Nặng khoảng 400 pound (180 kg), Jonathan vẫn hoạt động tốt dù đã mất thị lực do đục thủy tinh thể. Cụ rùa khổng lồ hiện là một điểm thu hút du khách nổi tiếng, và đầu năm nay Jonathan là tâm điểm của một trò đùa Cá tháng Tư lan truyền trên mạng xã hội khi tuyên bố sai sự thật rằng cụ rùa đã chết, buộc chính quyền St. Helena phải xác nhận Jonathan vẫn còn sống và khỏe mạnh.

Do tuổi tác đã cao của con vật và để tránh bất kỳ nguy cơ nhiễm trùng nào, các tác giả nghiên cứu đã thu thập mẫu DNA bằng cách phết mẫu từ miệng của cụ rùa thay vì rút máu. Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng các mẫu nước bọt đã cản trở việc sử dụng các kỹ thuật giải trình tự DNA chính xác hơn.

Các nhà nghiên cứu đã so sánh DNA và biểu gen của Jonathan với DNA của các thành viên trẻ hơn nhiều thuộc cùng loài tìm thấy trên đảo san hô Aldabra Atoll thuộc Seychelles và nhận thấy sự tương đồng đáng kinh ngạc. Ngoài ra, ti thể (mitochondria) - cấu trúc tế bào tạo ra năng lượng - của cụ rùa này đang ở trạng thái tối ưu đến kinh ngạc.

"Chúng tôi chưa biết liệu điều này có phổ biến ở loài của nó hay không, nhưng một trong những mục tiêu tiếp theo của chúng tôi là phân tích các con rùa Aldabra khác để tìm hiểu," tiến sĩ Stephen Clark, tác giả chính của nghiên cứu và là người sáng lập Kallel Foundation (một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở tại Nashville chuyên về việc kéo dài tuổi thọ con người), cho biết.

"Có một số dữ liệu cho thấy sức khỏe ti thể rất quan trọng đối với các loài sống thọ, và người ta đã chứng minh rằng những người sống thọ trên 110 tuổi ở người có ti thể hoạt động hiệu quả hơn, vì vậy kết quả của chúng tôi trên Jonathan phù hợp với những phát hiện này," Clark nói.

Bộ gen của Jonathan cung cấp một bản đồ cho sự dẻo dai của tế bào, có thể chuyển hóa thành các phương pháp điều trị cho con người, Clark nói thêm. "Chúng tôi rất quan tâm đến việc tìm kiếm các loại thuốc tổng hợp ở người giúp cải thiện sức khỏe ti thể, và chúng tôi muốn đưa những loại thuốc này vào thử nghiệm lâm sàng trên người trong vòng một đến hai năm tới."

Cần thêm nhiều mẫu vật hơn

Chỉ với một cá thể duy nhất, các phát hiện mới không thể cho các nhà nghiên cứu biết chính xác lý do tại sao Jonathan lại sống lâu đến vậy, và cần có thêm nhiều rùa khổng lồ cũng như các loài sống thọ khác để có cái nhìn tốt hơn về các yếu tố di truyền quyết định tuổi thọ, theo Handan Melike Dönertaş, trợ lý giáo sư và nhà nghiên cứu di truyền học tại Đại học Kỹ thuật Trung Đông ở Thổ Nhĩ Kỳ. Bà không tham gia vào nghiên cứu.

"Bằng cách so sánh những cá thể đặc biệt như vậy với những cá thể khác, không chỉ ở con người như những người sống thọ trăm tuổi, mà còn ở các loài khác, chúng ta có thể bắt đầu tìm hiểu điều gì làm cho chúng trở nên đặc biệt, và với những tiến bộ trong công nghệ y tế, chúng ta có thể tìm ra cách áp dụng những gì học được," bà nói.

Jonathan là một đối tượng nghiên cứu lý tưởng để điều tra các thay đổi di truyền có thể liên quan đến tuổi thọ dài hơn, khiến nghiên cứu mới trở nên rất thuyết phục, Vincent J. Lynch, giáo sư tại khoa khoa học sinh học thuộc Đại học Buffalo ở New York, nhận định.

Tuy nhiên, một số phương pháp của nghiên cứu có nguy cơ đưa ra kết quả âm tính giả và dương tính giả, Lynch, người không tham gia vào công trình này, cho biết. "Chúng tôi đã phát triển các phương pháp tính toán để xác định xem các đột biến là thích nghi, tốt hay có hại. Nhưng các phương pháp này rất nhạy cảm với các giả định mà chúng ta đưa ra về cách các gen tiến hóa. Mô hình họ sử dụng, dù phổ biến, lại đưa ra những giả định không thực tế có thể dẫn đến việc kết luận đột biến tốt thành xấu và đột biến xấu thành tốt."

Mặc dù vậy, nghiên cứu vẫn là một sự bổ sung có giá trị cho một tập hợp các công trình nghiên cứu ngày càng tăng, đồng thời củng cố thêm rằng rùa khổng lồ có khả năng độc đáo trong việc vượt qua mọi kỳ vọng về tuổi thọ và sức khỏe, Ylenia Chiari, phó giáo sư tại Khoa Y học & Khoa học Sức khỏe thuộc Đại học Nottingham ở Anh, nhận xét. Chiari cũng từng nghiên cứu về tuổi thọ của các loài rùa khổng lồ ở Galápagos nhưng không tham gia vào công trình gần đây.

"Những phát hiện này đang bắt đầu giải mã sự phức tạp của các cơ chế cho phép một số sinh vật đạt được tuổi thọ phi thường," Chiari cho biết. "Cuối cùng, một trong những mục tiêu của việc nghiên cứu những loài vật sống cực thọ này và các loài khác là thu được những góc nhìn có thể áp dụng cho nghiên cứu về sự lão hóa và ung thư ở con người."

Nguồn: CNN