Đã kích hoạt được khả năng tái sinh đầu ở loài giun dẹp

Các nhà nghiên cứu đã có thể kích hoạt khả năng tái sinh của sinh vật. Thỏ không thể tái sinh, những con ếch cũng vậy, tuy nhiên cá ngựa vằn và lũ axolotl (một loài kỳ giông) thì có thể và những con giun dẹp là bậc thầy về khả năng tái sinh.

Lý do tại sao một số loài động vật có thể tái sinh lại bộ phận cơ thể hoặc các cơ quan sau khi bị mất, trong khi những loài khác thì không thể vẫn là một bí ẩn lớn chưa có câu trả lời. Và khả năng tái sinh là một thách thức hấp dẫn con người, một câu hỏi được đặt ra là, liệu có thể kích hoạt khả năng tái sinh ở những loài thường không tái sinh hay không?

Các nhà nghiên cứu tại Viện Max Planch về Sinh học phân tử và di truyền tại Dresden hiện đã có bước tiến xa trong việc nghiên cứu các nhân tố điều chỉnh sự tái sinh. Họ đã phát hiện thấy một kết nối phân tử quan trọng trong loài giun dẹp Dendrocoelum lacteum quyết định liệu cái đầu bị cụt có thể được tái sinh (mọc lại) hay không. Và còn gì ngoạn mục hơn: Các nhà khoa học đã thao tác mạch gene của con giun theo một cách giống như để khôi phục lại hoàn toàn khả năng tái sinh của nó.

Trong phòng thí nghiệm của mình, Jochen Rink, trưởng nhóm nghiên cứu tại MPI-CBG, thường nghiên cứu loài giun dẹp Schmidtea mediterranea. Đây là một loài được biết đến với các khả năng tái sinh tuyệt vời và do vậy là một sinh vật mẫu phổ biến trong nghiên cứu về tái sinh: “Chúng tôi có thể cắt con giun ra thành 200 mảnh, và 200 con giun mới sẽ tái sinh từ mỗi mảnh và mọi mảnh đó”, Rink giải thích. Hiện giờ, để thay đổi, Rink và các đồng nghiệp của ông đã đưa một loài sinh vật khác vào phòng thí nghiệm để nghiên cứu, đó là loài giun dẹp Dendrocoelum lacteum. Bất chấp là một họ hàng gần của “chuyên gia” tái sinh S. mediterranea, loài này vẫn được ghi nhận là không có khả năng tái sinh đầu từ phần nửa sau cơ thể của nó. “Sự khác biệt chính giữa hai loài họ hàng này là gì”, các nhà nghiên cứu đã đặt ra câu hỏi này.

Cùng với các nhà nghiên cứu đến từ Trung tâm Liệu pháp tái sinh Dresden, nhóm của Rink đã nghiên cứu để tìm câu trả lời nằm trong các gene của hai loài này, tập trung lên cái gọi là đường truyền tín hiệu Wnt. Giống như một đường cáp nối giữa hai máy tính, đường truyền tín hiệu truyền tải thông tin giữa các tế bào. Các nhà khoa học của Dresden đã làm ức chế đầu dò tính hiệu của đường truyền Wnt với RNA,i và sau đó làm các tế bào của con giun tin rằng đường truyền tín hiệu đã được chuyển sang dạng “tắt” (off). Kết quả là, Dendrocoelum lacteum đã có thể phát triển một cái đầu với đầy đủ chức năng ở khắp mọi nơi, ngay cả khi vết cắt ở phần rất sát đuôi.

Tái xây dựng lại một cái đầu hoàn chỉnh với bộ não, các mắt và tất cả hệ thống giây thần kinh nằm giữa là một công việc rõ ràng là rất phức tạp. Tuy nhiên, như nghiên cứu này đã cho thấy, các khuyết tật tái sinh không nhất thiết phải đảo ngược. Jochen Rink bị choáng váng: “Chúng tôi đã nghĩ chúng tôi sẽ cần phải thao tác trên hàng trăm các kết nối khác nhau để sửa lại một thiếu sót về tái sinh, giờ thì chúng tôi đã học được một điều rằng đôi khi chỉ có vài nút thắt có thể làm được” Liệu kiến thức này có sớm được áp dụng cho những loài sinh vật phức tạp hơn hay không, chẳng hạn như con người là một ví dụ? “Chúng tôi đã nhận thấy bằng các so sánh giữa các loài có liên quan, chúng tôi có thể có một cái nhìn sâu hơn vào nguyên nhân tại sao một số động vật có thể tái sinh, trong khi những loài khác thì không – đó là một bước quan trọng đầu tiên”.

Từ khóa liên quan:

giun dẹp

giun dẹp Dendrocoelum lacteum

giun dẹp Schmidtea mediterranea

khả năng tái sinh của giun dẹp

khả năng tái sinh đầu ở giun dẹp

khả năng tái sinh

kích hoạt khả năng tái sinh

đường truyền tín hiệu Wnt

Jochen Rink