Hydra – chìa khóa của sự sống vĩnh cửu?

December 18, 2015 Nghiên cứu polyp nước ngọt có khả năng tái tạo tế bào bị tổn thương Nguyên tắc mọi sinh vật cuối cùng đều già đi luôn là một thực tế của cuộc sống – cho đến tận bây giờ. Trong gần một thập kỷ, các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu nhân khẩu học Max Planck (MPIDR) đã nghiên cứu loài polyp nước ngọt Hydra, một sinh vật có tỷ lệ tử vong không đổi và cực kỳ thấp. Đối với hầu hết các loài, bao gồm cả con người, khả năng tử vong tăng lên khi con người già đi. Các nhà khoa học coi đây là dấu hiệu cho thấy sự suy thoái thể chất bên trong cơ thể. Tuy nhiên, Hydra dường như đã tìm ra cách để chống lại sự suy thoái thể chất của một cơ thể già đi. Các nhà nghiên cứu tham gia vào nghiên cứu này – Giám đốc MPIDR James Vaupel và Daniel Martinez (Đại học Pomona, Claremont,California, Hoa Kỳ) – đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí khoa học PNAS. Nhà nghiên cứu nhân khẩu học Ralf Schaible của MPIDR cho biết: "Những phát hiện của chúng tôi là một thách thức cơ bản đối với các lý thuyết phổ biến về sự tiến hóa của quá trình lão hóa". Theo những lý thuyết này, tất cả các sinh vật đa bào có khả năng sinh sản sẽ bị suy giảm hình dạng vật lý khi già đi. Các nhà khoa học đo lường điều này theo hai cách: Tỷ lệ sinh sản giảm đáng kể sau một thời gian có khả năng sinh sản ở tuổi trưởng thành sớm; và tăng nguy cơ tử vong sau khi trưởng thành. Đối với con người, khả năng tử vong trong vòng một năm lên tới 50% đối với những người ở giai đoạn cuối đời. Tuy nhiên, đối với Hydra, tỷ lệ này vẫn tương đối ổn định – khoảng 0,6%. Hơn nữa, khả năng sinh sản của Hydra không hề suy giảm mà vẫn không đổi. Nghiên cứu (gần như) cuộc sống vĩnh cửu trong phòng thí nghiệm dưới tầng hầm Trong một thử nghiệm dài hạn đang diễn ra, các nhà nghiên cứu đã tạo ra môi trường nhân tạo cho Hydra. Ở đây, các sinh vật không bị đe dọa và tránh khỏi các loài săn mồi tự nhiên. Trong gần một thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã chăm sóc khoảng 1.800 Hydra trong phòng thí nghiệm nằm ở tầng hầm của viện nghiên cứu ở Rostock. Mỗi Hydra sống trong bát thủy tinh nhỏ của riêng mình theo chu kỳ ngày đêm tự nhiên trong tủ được duy trì ở nhiệt độ không đổi 18 độ C. Ba lần một tuần, một nhóm các nhà khoa học và trợ lý cho chúng ăn bằng cách sử dụng pipet đặc biệt để đặt các loài động vật có vỏ nhỏ vào các xúc tu khó nhìn thấy của polyp. Mọi polyp đều nhận được lượng thức ăn như nhau. Kể từ khi thí nghiệm bắt đầu vào tháng 3 năm 2006, Hydras đã sinh sản vô tính và con cháu của chúng sau đó được đặt vào bát thủy tinh của riêng chúng và được đối xử giống như bố mẹ chúng. Suối nguồn tuổi trẻ Nhìn chung, đã có 3,9 triệu ngày quan sát từng cá thể Hydra. Trong thời gian này, số ca tử vong tự nhiên có thể đếm được trên đầu ngón tay. Trung bình, con số này vào khoảng năm năm. Số ca tử vong thực tế cao hơn khi người ta xem xét các trường hợp Hydra chết do tai nạn trong phòng thí nghiệm như một polyp dính vào nắp bát và khô đi hoặc bị rơi xuống sàn. Vì vậy, bất chấp những nguyên nhân gây tử vong bất thường như vậy, các nhà khoa học đã tiến hành đánh giá tỷ lệ tử vong của sinh vật. Hóa ra là nhiều thế hệ nhà nghiên cứu sẽ không đủ khả năng để sống sót nhờ Hydra. Sau 500 năm, người ta ước tính rằng 5% nhóm thuần tập vẫn còn sống. Đối với 2 trong số 12 nhóm thuần tập trong nghiên cứu, nguy cơ tử vong thấp đến mức phải mất 3.000 năm mới chỉ còn lại 5% số polyp. "Hydra rõ ràng có thể giữ cho cơ thể luôn trẻ vì nó không lão hóa do tích lũy các tổn thương và đột biến như hầu hết các sinh vật sống khác," nhà nhân khẩu học Alexander Scheuerlein cho biết. Ông nói thêm rằng sinh vật này có thể tuân theo một chiến lược tự bảo tồn đặc biệt, do thực tế là các quá trình trong cơ thể và tế bào của nó khá đơn giản. Ví dụ: Hydra có thể tái tạo hoàn toàn các bộ phận cơ thể đã bị hư hỏng hoặc bị mất do có một số lượng lớn tế bào gốc. (Tế bào gốc có khả năng phát triển thành bất kỳ bộ phận nào của cơ thể vào bất kỳ lúc nào.) Ngoài ra, Hydra có thể thay thế tất cả các tế bào của nó chỉ trong vòng bốn tuần, vì vậy nó thường xuyên loại bỏ những tế bào đã bị hư hỏng hoặc bị biến đổi gen. Do đó, mọi hư hỏng mà Hydra gặp phải đều được sửa chữa nhanh chóng trước khi có cơ hội trở nên tồi tệ hơn.