Tại sao con người có tuổi già?

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Tiến sĩ Carol Greider (*), trong phòng thí nghiệm tại Đại học Y khoa Johns Hopkins.

Câu hỏi này có lẽ đã được đặt ra từ khi con người xuất hiện trên trái đất; nhưng mãi đến đầu những năm 1980 mới được giải đáp.

Ba nhà khoa học Mỹ Elizabeth Blackburn của Đại học California (San Francisco); Carol Greider, Đại học Y khoa Johns Hopkins (Baltimore) và Jack W. Szostak, Bệnh viện Massachusetts General (Boston) - những người đưa ra câu trả lời - đã được Viện Karolinska tại Stockholm (Thụy Điển) - cơ quan xét và trao giải Nobel Y học - quyết định trao tặng giải Nobel Y học 2009.

Ðại diện của Hội đồng giải Nobel cho rằng, kết quả nghiên cứu về giảm đoạn của nhiễm sắc thể (1) trong quá trình phân bào là một đột phá quan trọng có giá trị rất lớn trong việc nghiên cứu cơ chế gây lão hóa và nhiều bệnh ung thư. Kết quả này tạo ra nền móng cơ bản cho các nghiên cứu y học trong tương lai.

Mỗi tế bào của con người chứa 46 nhiễm sắc thể, trên đó các gen được xếp sát nhau. Vào đầu những năm 1970 các nhà di truyền đứng trước một vấn đề khó giải thích: Trong quá trình phân bào, số lượng nhiễm sắc thể của tế bào tăng lên gấp đôi trước khi được tách ra.

Tiến trình phức tạp này làm nhiễm sắc thể, sau mỗi lần phân bào, mất đi một đoạn nhỏ. Nếu sự kiện này tiếp tục thì chỉ trong một thời gian ngắn các gen cần thiết nằm trên nhiễm sắc thể sẽ biến mất và tế bào sẽ tử vong.

Vào đầu những năm 1980, trong một buổi họp khoa học, nhà di truyền học Elizabeth Blackburn trình bày kết quả nghiên cứu về giải mã gen đơn bào tetrahymena. Bà cho rằng, ở đoạn cuối nhiễm sắc thể của đơn bào xuất hiện nhiều lần chuỗi CCCCAA không chức năng.

Bài thuyết trình này đã gây ấn tượng cho Szostak và thúc đẩy ông hợp tác với Blackburn thực hiện nhiều cuộc thí nghiệm với nhiễm sắc thể nhân tạo không chứa chuỗi CCCCAA trong tế bào men. Kết quả cho thấy, chỉ trong một thời gian ngắn nhiễm sắc thể không chuỗi CCCCAA biến mất. Hai nhà khoa học kết luận, đoạn cuối của nhiễm sắc thể hành động như một cái nắp bảo vệ nhiễm sắc thể khi phân bào.

Mỗi lần thực hiện phân bào thì một số phân tử của nắp bị mất, nhưng các gen có chức năng nằm bên trong không bị tổn thương. Hai nhà khoa học đặt tên cho đoạn cuối này là telomere (theo tiếng Hy Lạp Telos là cuối). Elizabeth Blackburn so sánh telomere như đầu xỏ của một sợi dây giày, nếu đầu xỏ bị mất thì dây giày sẽ bị tưa ra và không sử dụng được.

Telomerase, enzym sống đời

Mặc dù telomere nằm ở đoạn cuối bảo vệ nhiễm sắc thể, nhưng trong cuộc sống quá trình phân bào xuất hiện liên tục, vì vậy telomere mỗi ngày ngắn đi và đến một lúc nào đó sẽ biến mất. Hậu quả là tế bào và con người sẽ bị lão hóa. Như vậy để giữ nhiễm sắc thể nguyên vẹn và kéo dài cuộc sống, chính telomere cũng phải được bồi bổ.

Từ suy nghĩ này, Blackburn đã giao nhiệm vụ cho cô học trò của mình là Carol Greider, đang làm luận án tiến sĩ, nghiên cứu. Năm 1984, Blackburn cùng Greider khám phá ra enzym telomerase. Enzym này bù đắp lại một phần cơ sở của telomere bị mất khi phân bào.

Vài năm sau đó, một số nhà khoa học khác cũng chứng minh được enzym telomerase không chỉ xuất hiện trong đơn bào mà cả ở các loài ếch, chuột. Các nghiên cứu mới cũng xác định, chúng có ở hầu hết các sinh vật với tế bào nhân chuẩn, kể cả ở con người. Mặc dù enzym telomerase của mỗi loài khác nhau, nhưng trên nguyên tắc chúng đều có chức năng như nhau.

Nhờ kết quả nghiên cứu này mà con người biết rằng, tuổi già của sinh vật và độ dài của telomere liên hệ mật thiết với nhau. Khi độ dài của telomere giảm thì tuổi già của tế bào sẽ gia tăng.

Giấc mơ không tuổi già của con người và bệnh ung thư

Ở các tế bào đã phát triển telomerase, các hoạt động của chúng hầu như ngưng hẳn. Nhiều nhà khoa học đã tìm cách tăng số lượng và khởi động telomerase trong tế bào với hy vọng sẽ giữ tế bào không già và con người có thể sống lâu hơn.

Như vậy giấc mơ sống mãi của con người, không bao giờ già, sẽ được thực hiện? Ðối với các tế bào cần tạo mới liên tục như tế bào da, tế bào gốc hay tế bào ung thư, telomerase xuất hiện với số lượng lớn. Kết quả của nhiều nghiên cứu khoa học cho thấy, trong các tế bào ung thư, telomerase hoạt động đặc biệt tích cực.

Ðiều này có nghĩa là tế bào ung thư phát triển liên tục không bị ngăn chặn, có thể tạo thành các khối u dễ dàng và gây hại đến các cơ quan khác trong cơ thể. Nhận thức này đưa ra một hướng mới trong việc trị bệnh ung thư. Các nhà khoa học đang tìm một loại thuốc có thể ngăn hay làm giảm hoạt động của telomerase và qua đó có thể ngăn cản sự phát triển bệnh ung thư.

Như vậy đối với cuộc sống, sự bất động của telomerase không nhất thiết là một khuyết điểm. Nếu con người tăng hoạt động của telomerase để sống lâu hơn thì đồng thời cũng tăng hoạt động của tế bào ung thư. Hình như thiên nhiên đã tạo ra ở đây một cơ chế cân bằng giữa sự sống và cái chết cho mọi sinh vật, kể cả con người. Giấc mơ sống mãi, không già của con người, vì vậy, cuối cùng cũng chỉ là một giấc mơ.

Giải Nobel Y học thứ 100 với giá trị khoảng một triệu euro sẽ được trao tặng cho ba nhà khoa học vào ngày 10-12, ngày mất của Alfred Nobel.

________________________________________________

⁽*⁾ Bà Carol Greider, 48 tuổi, cùng hai đồng nghiệp là Elizabeth Blackburn và Jack Szostak, chia nhau giải Nobel y học năm nay do công trình khám phá ra telomerase - chất enzym duy trì độ dài và tính đồng nhất của nhiễm sắc thể - yếu tố tối cần thiết cho sức khỏe và sự sống của mọi sinh vật.

⁽¹⁾ Nhiễm sắc thể có hình dạng như một sợi dây xoắn nằm trong nhân tế bào và chịu trách nhiệm cho mọi phát triển của sinh vật. Thành phần cấu tạo của nhiễm sắc thể là protein và ADN (Acit deoxyribonuclein). Mỗi sinh vật có một số nhiễm sắc thể nhất định. Tế bào cơ thể của con người chứa 46 nhiễm sắc thể.

(Theo Trang Quan Sen (CHLB Đức) // Thời báo kinh tế Sài Gòn)