DNA cá mập trắng giúp hiểu cơ chế ngăn ngừa ung thư và chữa lành vết thương

Cá mập trắng lớn, với bộ gene khổng lồ và phi thường của chúng, có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tìm ra thuốc chữa ung thư, theo các nhà khoa học trong một báo cáo mới đây.

Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã công bố bộ gene cá mập trắng hoàn chỉnh đầu tiên - một bản giải mã di truyền của loài này bao gồm các gene với chức năng cụ thể của chúng.

Bản giải mã này cho thấy cấu tạo của một trong những loài săn mồi hiệu quả nhất trong tự nhiên. Cá mập trắng lớn đã tồn tại ít nhất 16 triệu năm và quá trình tiến hóa đã "tinh chỉnh" các gene của loài này để chúng có thể tự sửa chữa các đột biến có hại.

Các đột biến có hại thường tích lũy trong mã di truyền theo thời gian, khi các tế bào phân chia và tiếp xúc với các chất gây ung thư trong môi trường, cuối cùng dẫn đến ung thư và các bệnh khác ở người.

"Sự bất ổn của bộ gene là nguyên nhân lớn trong nhiều bệnh nghiêm trọng ở người", Tiến sĩ Mahmood Shivji, một trong những tác giả nghiên cứu và là giám đốc của Trung tâm nghiên cứu cá mập Save Our Seas tại Đại học Nova Đông Nam Florida, Hoa Kỳ, cho biết.

"Bây giờ chúng ta phát hiện ra rằng thiên nhiên đã phát triển các chiến lược thông minh để duy trì sự ổn định của bộ gene ở những con cá mập lớn với tuổi đời rất lâu này."

Bộ gene của cá mập trắng lớn cũng có những cải tiến tương tự trong các gene làm nền tảng cho việc đông máu, một phần cơ bản của việc chữa lành vết thương. Điều này có thể giúp giải thích tại sao cá mập trắng lớn có khả năng phục hồi sau những vết thương nghiêm trọng, có thể gây tử vong ở người.

"Vẫn còn rất nhiều điều chúng ta cần học hỏi từ những tuyệt tác tiến hóa này, bao gồm thông tin hữu ích trong việc chống lại ung thư và các bệnh liên quan đến tuổi tác, hay trong việc cải thiện phương pháp điều trị vết thương ở người", Tiến sĩ Shivji.

Nhiều nghiên cứu ở người cho thấy kích thước cơ thể lớn hơn có liên quan đến việc tăng nguy cơ ung thư, phần lớn là do những người cao lớn hơn có nhiều tế bào hơn, theo đó là xác suất có tế bào phát triển đột biến ung thư cao hơn.

Nhưng nguyên tắc này không đúng với những động vật lớn hơn như cá mập trắng lớn - dài tới 20ft (tương đương 6m) và nặng tới ba tấn. Điều này cho thấy chúng có những thích nghi di truyền giúp giảm thiểu nguy cơ ung thư.

Những phát hiện ban đầu từ bộ gene của cá mập trắng lớn, bộ mã di truyền lớn hơn 50% so với bộ mã di truyền của con người, đã được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) hôm thứ Hai vừa qua. Nghiên cứu đã đưa ra các manh mối về cách mà bộ gene của cá mập trắng lớn đạt được những thích nghi di truyền.

Các gene điều tiết, liên kết chặt chẽ với sửa chữa DNA, ở cá mập trắng lớn đã được tăng cường với các chỉnh sửa phân tử để làm cho chúng hiệu quả hơn. Chức năng của các gene này là phát ra báo động khi phát hiện ra các thiệt hại và đảm bảo kiểm soát chất lượng mã di truyền khi các tế bào đang phân chia.

Tiến sĩ Shivji cho biết: "Một số lượng lớn gene điều tiết có chứa những thay đổi thích nghi; ngoài ra còn có sự đa dạng hóa của một số loại gene thuộc gene điều tiết. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của sự điều tiết gene này ở cá mập trắng."

Những cải tiến tương tự đã được tìm thấy trong bộ gene của loài cá lớn nhất thế giới, cá mập voi, nhấn mạnh tầm quan trọng của loại thích nghi này ở cá mập và có khả năng giải thích vì sao cá mập đã phát triển mạnh ở đại dương kể từ trước khi động vật phù du xuất hiện trên cạn.

Đồng tác giả của nghiên cứu, Tiến sĩ Michael Stanhope từ Đại học Cornell, nói rằng sự tiến hóa cũng đã làm phong phú các gene quan trọng đối với quá trình chữa lành vết thương.

"Những sự thích nghi này bao gồm các gene chữa lành vết thương, điều này có thể là nền tảng cho khả năng chữa lành hiệu quả những vết thương lớn ở cá mập", Tiến sĩ Michael cho biết.

Nguồn: