23:33 04 Tháng Bảy 2020
Khoa học
URL rút ngắn
Đại dịch coronavirus trên thế giới. Các chuyên gia và nhà khoa học nói gì? (97)
10
Theo dõi Sputnik trên

Những mảnh virus cổ xưa chiếm gần 8% DNA của con người. Một số virus đã dẫn đến những đột biến có lợi ảnh hưởng đến sự tiến hóa, số khác dẫn đến bệnh tật. Trong quá trình nghiên cứu những mảnh virus này, các nhà di truyền học đã chứng minh rằng, trong quá khứ loài người đã nhiều lần trải qua các đại dịch nguy hiểm.

Sau đây là bài của Sputnik về mức nguy hiểm của loại virus mới.

Bộ gen với “ADN rác”

Bộ gen của con người chứa khoảng 98 nghìn mảnh retrovirus nội sinh (ERV) - chuỗi DNA của các loại virus cổ xưa mà tổ tiên chúng ta từng bị nhiễm bệnh. Theo nhiều dữ liệu khoa học khác nhau, ERV được kết hợp thành 30-50 họ, các họ được chia thành gần hai trăm nhóm và nhóm nhỏ.

Con người chỉ mang trong mình ít hơn một phần trăm ERV. Tức là, chúng đã tích hợp bộ gen của con người sau khi con người và linh trưởng tách ra khỏi tổ tiên chung. Các nhà khoa học ước tính rằng, retrovirus cuối cùng đã tích hợp DNA con người khoảng 150 nghìn năm trước.

Xét theo bộ gen ban đầu mà hai nhóm các nhà khoa học đã khôi phục được, đó là một retrovirus ngoại sinh cực kỳ dễ lây lan. Nói cách khác, hàng trăm nghìn năm trước, tổ tiên của chúng ta đã sống sót sau một đại dịch hết sức nguy hiểm.

"Chỉ có những virus sở hữu cơ chế sao chép ngược, nghĩa là biết cách tạo DNA từ RNA, đã có thể tích hợp vào bộ gen người. Do đó, chúng còn được gọi là retrovirus. Khi một mảnh như vậy xâm nhập vào tế bào, nó biến RNA thành DNA và sau đó đưa DNA vào bộ gen. Và bộ gen duy trì các DNA như vậy trong nhiều thế kỷ. Nhưng, ở đây có một chi tiết quan trọng. Những virus cổ xưa này có thể lây nhiễm hoậc là tế bào sinh dục hoặc là tế bào tinh trùng.Ở giai đoạn đầu của quá trình tạo phôi trứng, tế bào tinh trùng và tế bào sinh dục hình thành một tế bào mới là trứng. Và đây là một nhiệm vụ khá phức tạp, bởi vì hầu hết các mảnh virut không quan tâm đến các tế sinh dục, vì chúng có quá ít. Nhưng, một khi chúng xâm nhập vào tế bào sinh dục, virut bất đầu nhân lên theo cả chiều ngang và chiều dọc - truyền đến con cháu của vật chủ. Song, điều này rất hiếm khi xảy ra",-  nhà virus học Pavel Volchkov, trưởng phòng thí nghiệm kỹ thuật gen của Đại học Vật lý và Công nghệ Matxcơva (MIPT), giải thích.

Virus có ích

Năm 2014, các nhà nghiên cứu Anh ước tính rằng, trong mười triệu năm qua, hơn 27.000 mảnh retrovirus nội sinh đã định cư trong bộ gen của 38 loài động vật. Hơn nữa, cơ thể càng lớn, càng ít ERV được tìm thấy trong DNA của nó. Ví dụ, ở con chuột có gần ba nghìn rưỡi mảnh virus, ở con người - hơn một nghìn, còn ở con cá voi xanh - chỉ có 55.

Các tác giả của nghiên cứu cho rằng, sự phong phú của các mảnh virus trong bộ gen có khả năng gây nguy hiểm: chúng có thể liên quan đến các đột biến dẫn đến sự phát triển của các khối u ác tính. Động vật càng lớn, nó càng ít bị ung thư.

Tuy nhiên, một năm sau, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã chứng minh rằng, ERV không phải là chất thải di truyền có hại. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của phôi ở loài linh trưởng, và do đó, ở người. Hóa ra các phân tử RNA được phiên mã từ bất kỳ DNA đều có bản chất virus. Và nếu ngăn chặn chúng thì sự phát triển của phôi sẽ dừng lại hoàn toàn.

Dấu vết của sự tiến hóa

Vào đầu những năm 2000, các chuỗi nucleotide trong DNA của nhiều loài động vật đã được giải mã. Hóa ra tất cả các virus nội sinh đều có các vị trí cụ thể. Một số ERV chỉ được tìm thấy ở người hoặc mèo, còn những loại virus nội sinh khác phổ biến ở một số loài cùng một lúc – ví dụ, đã được phát hiện ở con người, tinh tinh, khỉ đột và đười ươi.

"Bằng cách theo dõi sự tích hợp của các retrovirus vào DNA của chúng ta, các nhà khoa học có thể hiểu chính xác khi nào những nhánh đã tách ra khỏi tổ tiên chung trong quá trình tiến hóa. Bởi vì các nhà khoa học có thể xác định thời điểm cụ thể khi tổ tiên chung của chúng ta bị nhiễm virus, tức là virus đã tích hợp vào DNA, và bây giờ tất cả mọi người trên hành tinh đều mang virus này. Rõ ràng, trong quá trình tiến hóa đã có rất nhiều trường hợp như vậy. Và cách sắp xếp như nhau của cùng một loại virus trong bộ gen của hai hoặc nhiều loài động vật cho thấy rằng, chúng có tổ tiên chung", - chuyên gia Pavel Volchkov nói.

Theo ông, mặc dù những virus này thường không hoạt động trong bộ gen, nhưng chúng có thể gây ra các đột biến mới, bao gồm cả những đột biến hữu ích.

"DNA liên tục bị phá hủy trong quá trình phân chia tế bào. Các vùng nhất định của nhiễm sắc thể chị em được sử dụng để sửa chữa. Nhưng, do số lượng lớn các retrovirus nội sinh được tích hợp vào bộ gen của con người, cơ chế sửa chữa có thể "nhầm lẫn"nơi phải bố trí mảnh mới. Và điều đó có thể dẫn đến đột biến. Đối với một cá nhân, điều này đóng vai trò trung lập hoặc tiêu cực. Nhưng, đối với một loài động vật, đây là một quá trình cực kỳ quan trọng dẫn đến sự xuất hiện của những gen mới", -nhà khoa học lưu ý.

Theo công trình nghiên cứu của các nhà khoa học Đan Mạch, các gen ENVV1 và ENVV2 kiểm soát tổng hợp tế bào trong quá trình hình thành lớp ngoài của nhau thai đã xuất hiện theo cách tương tự. Các gen này bảo vệ phôi khỏi hệ thống miễn dịch của mẹ. Theo các nhà sinh học, những gen này là các loại virus cổ xưa đã lây nhiễm tổ tiên xa xôi của chúng ta cách đây 50-70 triệu năm.

Các nhà khoa học Nga cho rằng, ERV đã đóng vai trò quyết định trong quá trình phát triển trí thông minh của Homo sapiens. Ví dụ, một trong những mảnh virus chỉ có trong DNA của con người nằm gần gen PRODH và rõ ràng là tăng cường hoạt động của nó. Gen này mã hóa một enzyme liên quan đến sự tổng hợp của một trong những chất dẫn truyền thần kinh, kích thích sự truyền tín hiệu trong hệ thống thần kinh. Họ hàng gần nhất của chúng ta, tinh tinh, cũng có gen PRODH, nhưng không có ERV, và gen này ít hoạt động trong chúng.

Khi virus xâm nhập DNA

Các chuyên gia cho rằng, mặc dù trong bộ gen động vật có một lượng ERV đáng kể, virus khá hiếm khi có thể tích hợp vào DNA của tế bào mầm và đứng mãi trong đó. Do đó, khả năng các mầm bệnh lưu hành trong quần thể người ngày nay - virus Ebola, Zika hoặc virus corona mới - sẽ được tích hợp vào bộ gen là vô cùng nhỏ. Ngay cả HIV thuộc họ retrovirus, tức là loại virus thích hợp nhất cho vai trò này, cũng không thể lây nhiễm tế bào mầm.

"Chỉ có retrovirus ở giai đoạn DNA mới có thể tích hợp vào bộ gen. Tuy nhiên, có một ngoại lệ nhỏ: khi một tế bào bị nhiễm đồng thời hai hạt truyền nhiễm, một trong số đó thuộc họ retrovirus. Nhưng, đây là một sự kiện khá ngẫu nhiên. Song, trong những điều kiện nhất định có thể xảy ra như vậy bởi vì chúng ta có dấu vết của những sự kiện như vậy trong bộ gen. Tuy nhiên, xác suất của sự kiện như vậy gần bằng không", - ông Pavel Volchkov nói.
Chủ đề:
Đại dịch coronavirus trên thế giới. Các chuyên gia và nhà khoa học nói gì? (97)