Các nhà khoa học hồi sinh giun tròn 46.000 năm tuổi từ băng vĩnh cửu Siberia

Từ lớp băng vĩnh cửu 46.000 năm tuổi ở Siberia, một nhóm các nhà nghiên cứu đã thu thập và hồi sinh giun tròn thời tiền sử, theo một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí PLOS Genetics.

Các vi sinh vật ký sinh này dường như đã sống sót bằng cách chuyển sang trạng thái gọi là cryptobiosis, trong đó chúng giảm quá trình trao đổi chất của mình xuống mức cực thấp để chống chọi với những điều kiện cực đoan. Thực chất, chúng đã bị đóng băng trong thời gian dài.

Các nhà nghiên cứu đã tính toán tuổi của giun tròn, còn có tên gọi là tuyến trùng, thông qua việc xác định niên đại bằng carbon phóng xạ đối với các mẫu cây cũng được tìm thấy trong băng vĩnh cửu. Họ xác định rằng các sinh vật này thuộc một loài chưa từng được biết đến trước đây, và họ đã đặt tên cho chúng là Panagrolaimus kolymaensis, theo tên sông Kolyma gần địa điểm mà giun được tìm thấy.

Philipp Schiffer, đồng tác giả của nghiên cứu và là nhà sinh vật học tiến hóa tại Đại học Cologne ở Đức, nói với tờ Washington Post: “Chúng ta có thể nói rằng chúng còn sống, bởi vì chúng di chuyển, ăn vi khuẩn trên các đĩa nuôi cấy và sinh sản”.

Thomas Boothby, một nhà sinh học phân tử tại Đại học Wyoming, người không tham gia vào nghiên cứu, nói với Wall Street Journal: “Để một sinh vật phức tạp và đa bào có thể ngừng hoạt động và chuyển sang trạng thái đóng băng, về mọi mặt có vẻ như chúng đã chết… điều đó thật khó tin”.

Theo Đại học Hawaii tại Manoa, khi các sinh vật vào trạng thái cryptobiosis, quá trình trao đổi chất, sinh sản, phát triển và sửa chữa của chúng dừng lại hoàn toàn.

Các nghiên cứu trước đây đã tìm thấy các ví dụ về các sinh vật sống sót sau thời gian dài ở trạng thái này. Ví dụ, một bào tử vi khuẩn Bacillus đã sống trong hổ phách trong khoảng từ 25 triệu đến 40 triệu năm và hạt sen nảy mầm sau khi đã dành 1.000 đến 1.500 năm trong một hồ nước cổ đại.

Việc phát hiện ra giun tròn bị đóng băng trong thời gian dài được nêu ra lần đầu tiên trong một nghiên cứu năm 2018. Nghiên cứu ước tính rằng những con giun, được tìm thấy trong một hang chuột túi cổ xưa, có độ tuổi khoảng 42.000 năm, theo Scientific American. Nghiên cứu mới đẩy tuổi của chúng tăng lên thêm 4.000 năm nữa và tuyên bố chúng thuộc một loài chưa từng được biết đến trước đây, thường chỉ sống được từ một đến hai tháng, theo Washington Post.

Gregory Copenhaver, nhà sinh vật học tại Đại học Bắc Carolina ở Chapel Hill, người không phải là tác giả của nghiên cứu nhưng đã biên tập công trình cho PLOS Genetics nói với Washington Post : “Tuổi thọ mà nó sống sót là một trong những điều gây sốc”.

Nhưng Byron Adams, một nhà sinh vật học tại Đại học Brigham Young, người không tham gia vào nghiên cứu, nói với Scientific American rằng ông không chắc chắn về tuổi của các ký sinh trùng – nghiên cứu chỉ xác nhận tuổi của vật liệu thực vật xung quanh chứ không phải bản thân giun. Ông nói với ấn phẩm: “Các tác giả đã không thực hiện việc chứng minh rằng những động vật mà họ đã phục hồi không chỉ đơn giản là tạp chất bề mặt”.

Các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu thêm về loài giun này bằng cách cho chúng sinh sản hơn 100 thế hệ trong phòng thí nghiệm. Giống như các loài Panagrolaimus khác, loài mới được phát hiện sinh sản vô tính thông qua sinh sản đơn tính và chúng có ba bộ nhiễm sắc thể đầy đủ, thay vì hai bộ như bình thường.

Tuy những con giun tròn hồi sinh ban đầu không còn sống, nhưng một số hậu duệ của chúng vẫn sống khỏe mạnh. Theo tờ Wall Street Journal, những con giun tròn này dường như sử dụng một loại đường gọi là trehalose để chống lại sự mất nước, và khi bị đóng băng, chất này đã được chứng minh là có khả năng bảo vệ các tế bào.

Một ngày nào đó, nghiên cứu các sinh vật sử dụng cryptobiosis có thể tiết lộ các cách để bảo tồn tế bào người, theo bài báo.

“Có lẽ bạn có thể phát triển các phân tử thực hiện những điều tương tự”, Craig Marshall, nhà hóa sinh tại Đại học Otago ở New Zealand, người không tham gia nghiên cứu, nói với Wall Street Journal.

Theo Smithsonianmag

Văn Thiện biên dịch