Dù từ lâu khoa học đã biết hải quỳ sao biển gần như không có dấu hiệu lão hóa, song việc xác định tế bào gốc chịu trách nhiệm cho khả năng đó vẫn là thách thức, chủ yếu do kích thước cực kỳ nhỏ của chúng - Ảnh: Whitney Lab for Marine Bioscience
Trong tự nhiên, có những sinh vật sở hữu khả năng khiến giới khoa học phải kinh ngạc: chúng gần như không già đi và có thể tái tạo cơ thể suốt đời. Một trong số đó là loài hải quỳ sao biển (Nematostella vectensis), đại diện cho nhóm Cnidaria, "họ hàng" của thủy tức và sứa.
Khám phá mới đây từ Đại học Vienna đã hé lộ cơ chế giúp loài hải quỳ duy trì "tuổi trẻ vĩnh viễn", đồng thời đặt ra câu hỏi lớn: liệu con người có thể học được bí mật đó để tiến gần hơn đến sự bất tử?
Hải quỳ sao biển: sinh vật thách thức quy luật lão hóa
Con người cũng có năng lực phục hồi nhất định: vết thương lành lại, xương gãy tự nối, thậm chí gan có thể tái tạo sau tổn thương nặng. Tuy nhiên khả năng này vẫn có giới hạn, và tuổi già là điều không thể tránh khỏi.
Trái lại, hải quỳ sao biển lại gần như không có dấu hiệu lão hóa. Chúng có thể tái tạo cơ thể hoàn chỉnh, sinh sản hữu tính lẫn vô tính và tồn tại lâu dài mà không bị suy giảm chức năng sinh học.
Điều này khiến hải quỳ trở thành "sinh vật mẫu" lý tưởng để nghiên cứu bí mật chống lão hóa. Một số loài khác trong nhóm Cnidaria, như sứa Turritopsis dohrnii, thậm chí còn được mệnh danh là "bất tử" vì có thể quay ngược vòng đời của mình.
Tế bào gốc: chìa khóa của sự "bất tử"
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Science Advances, nhóm của giáo sư Ulrich Technau (Đại học Vienna) đã phát hiện quần thể tế bào có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau trong cơ thể hải quỳ sao biển. Đây chính là tế bào gốc đa năng tiềm năng, loại tế bào giúp chúng duy trì khả năng tái tạo suốt đời.
Tiến sĩ Andreas Denner, tác giả chính, cho biết: "Chúng tôi đã xác định được nhóm tế bào có thể trở thành tế bào thần kinh hoặc tế bào tuyến. Đây là ứng viên hàng đầu cho vai trò tế bào gốc, và có thể giải thích vì sao hải quỳ gần như không già đi".
Để đạt được kết quả này, nhóm nghiên cứu đã dùng công nghệ giải trình tự bộ gene đơn bào kết hợp chuyển gene, từ đó theo dõi quá trình phát triển tế bào dựa trên hồ sơ phiên mã (mRNA).
Các nhà khoa học tập trung vào hai gene quan trọng: nanos và piwi. Đây là những gene đã được bảo tồn qua hàng trăm triệu năm tiến hóa, có vai trò điều hòa sự hình thành tế bào gốc và tế bào sinh dục.
Khi sử dụng công cụ CRISPR để loại bỏ gene nanos2, họ phát hiện protein này không chỉ cần cho sự hình thành tinh trùng và trứng, mà còn tham gia phát triển các tế bào soma, tức là các tế bào cấu thành cơ thể. Điều này cho thấy cơ chế bất tử ở hải quỳ đã xuất hiện từ cách đây 600 triệu năm, rất lâu trước khi loài người xuất hiện.
Con người có thể học được gì từ hải quỳ sao biển?
Ở con người, tế bào gốc tồn tại nhưng khả năng tái tạo chỉ giới hạn ở một số cơ quan. Điều này lý giải tại sao con người có thể hồi phục vết thương nhưng vẫn không thể ngăn chặn sự lão hóa toàn thân. Ngược lại, hải quỳ sở hữu mạng lưới tế bào gốc đa năng phân bố rộng khắp, cho phép tái tạo cơ thể gần như vô hạn.
Nếu một ngày khoa học có thể giải mã chính xác cơ chế giúp loài hải quỳ duy trì trạng thái "bất tử", con người sẽ có cơ hội ứng dụng vào nhiều lĩnh vực y học. Trước hết là y học tái tạo, nơi các nhà khoa học có thể phát triển những liệu pháp tiên tiến để phục hồi các cơ quan bị tổn thương nặng mà hiện nay y học gần như bất lực.
Bên cạnh đó, cơ chế này còn mở ra triển vọng kéo dài tuổi thọ khỏe mạnh bằng cách làm chậm quá trình lão hóa ở cấp độ tế bào, giúp con người duy trì sức khỏe và sự dẻo dai lâu hơn.
Quan trọng hơn, việc khai thác khả năng đặc biệt ấy còn có thể tạo bước đột phá trong điều trị các bệnh mãn tính và thoái hóa, từ Alzheimer, Parkinson cho đến các hội chứng suy thoái cơ xương khớp, vốn là những "căn bệnh của tuổi già" mà y học hiện nay chưa thể giải quyết triệt để.
Mặc dù những phát hiện này rất hứa hẹn, con người vẫn còn cách xa khái niệm "bất tử". Hệ sinh học của loài người phức tạp hơn nhiều so với hải quỳ sao biển, và việc áp dụng trực tiếp cơ chế tái sinh của chúng vào con người còn là thách thức lớn. Thêm vào đó, kéo dài tuổi thọ không chỉ là vấn đề sinh học mà còn liên quan đến đạo đức, xã hội và cả triết học về sự sống và cái chết.
Tuy nhiên mỗi bước tiến khoa học về cơ chế tái tạo của Cnidaria đều đưa chúng ta gần hơn đến việc hiểu cách tự nhiên vận hành, cũng như cách con người có thể tận dụng tri thức đó để nâng cao sức khỏe và chất lượng sống.
