Thêm một điểm tương tự đáng kinh ngạc nữa giữa con người và mèo: Bộ gen

Loài chuột, động vật được sử dụng nhiều nhất trong các phòng thí nghiệm, có bộ gen khá hỗn loạn về mặt cấu trúc. Tại một thời điểm nào đó trong quá trình tiến hóa, loài chuột đã xáo trộn bộ gen của tổ tiên như một bộ bài vậy, làm đảo lộn cấu trúc gen mà hầu hết các loài động vật có vú đều sở hữu. 

Nhà di truyền học Bill Murphy từ Đại học Texas A&M chia sẻ: “Tôi luôn coi chúng là ngoại lệ vĩ đại nhất. Chúng khác biệt với bất cứ bộ gen của động vật có vú khác mà bạn có thể tìm thấy, cứ như là chúng đến từ Mặt Trăng, còn những loài khác đến từ Trái Đất vậy.”

Bộ gen của chuột vẫn vô cùng hữu dụng. Nhờ vào nhiều năm cẩn thận tìm hiểu, lập bản đồ chi tiết và nuôi một lượng cá thể lớn, các nhà nghiên cứu đã giải mã được bộ gen chuột kỹ càng tới mức họ có thể làm chúng trẻ hoặc già đi, hay can thiệp vào khả năng bị ung thư của chúng - những phát hiện có tầm ảnh hưởng quan trọng với con người. 

Tuy vậy, bộ gen khác biệt của chuột khiến cho chúng trở nên bớt thích hợp cho những nghiên cứu tìm hiểu về cách mã di truyền của con người được đóng gói và lưu trữ. Đây là lí do tại sao một số nhà nghiên cứu đã chuyển sang những đối tượng khác, và đáng ngạc nhiên là “đối tượng” này lại ở ngay trên chuột một bậc trong chuỗi thức ăn.

Hóa ra, những con mèo lại sở hữu bộ gen giống cả về hình thái và cách hoạt động giống chúng ta đến ngạc nhiên. Theo chuyên gia về di truyền mèo tại Đại học Missouri, bà Leslie Lyons thì: “Ngoài các loài linh trưởng, mèo và người là một trong những bộ gen có tính tương tự cao nhất”, về tổ chức bộ gen.

Lyons và Murphy, hai trong số những chuyên gia đi đầu về di truyền học mèo trên thế giới, từ lâu đã tham gia vào một sứ mệnh để xây dựng thứ bậc trong lĩnh vực nghiên cứu có phần nhỏ của họ. 

Ngoài cấu trúc di truyền, những con mèo cũng sống cùng nhà với chúng ta, cũng như chế độ ăn, có sự tương tác về hành vi, có chung rất nhiều loại côn trùng nhỏ, và một vài loại bệnh mãn tính - bao gồm cả những vấn đề và tiểu đường và tim. “Nếu chúng ta có thể bắt đầu xác định tại sao những điều đó xảy ra với một số con mèo, nhưng không phải những con khác”, bà Lyons nói, thì có lẽ cả con người và mèo có thể nhận được lợi ích đáng kể về sức khỏe.

Trình tự gen của mèo giờ đây đã được giải từ đầu tới cuốn, với “một chuỗi gần như hoàn hảo”, theo bà Lyons, điều mà các nhà nghiên cứu mới thực hiện được gần đây với con người. Bản đồ bộ gen có thể trở thành nguồn tham khảo đáng quý cho giới nghiên cứu. 

Việc đầu tư nghiên cứu trình tự gen mèo có thể dọn đường cho việc điều trị chính xác hơn, khi mà các bác sĩ thú y có xác định mức độ nguy cơ cho nhiều loại bệnh khác nhau dựa trên di truyền và can thiệp sớm nhất có thể, “một bước nhảy vọt về chẩn đoán”, chuyên gia về di truyền Elinor Karlsson tại Viện Broad chia sẻ.

Bởi con người và mèo có một số bệnh chung, việc xác định các kiểu ảnh hưởng do thành tố di truyền của chúng cũng sẽ tốt cho chúng ta. Ví dụ như, những con mèo có thể bị ảnh hưởng bởi một hội chứng rối loạn thần kinh như bệnh Tay-Sachs ở người. Một số liệu pháp di truyền đã chứng tỏ hiệu quả trên loài mèo, và một nhóm nghiên cứu đang tìm cách áp dụng những liệu pháp này với trẻ nhỏ.

Theo bà Lyons, bộ mã di truyền mèo cũng có thể giúp chúng ta nghiên cứu khoa học căn bản, bởi mọi tế bào trong cơ thể đều chứa bộ gen giống nhau, chỉ có con đường phát triển là khác biệt. Trong nhiều thập kỉ, các nhà nghiên cứu đã tìm cách gỡ rối cơ chế của quá trình này, khi mà các tế bào “ép” một số gen ngủ đông, và khiến một số gen khác hoạt động thường xuyên hơn. 

Một trong những ví dụ kinh điển về trường hợp này là sự im lặng của 1 trong 2 nhiễm sắc thể X trong các tế bào cái. Nhà di truyền học tại Đại học New York, Sud Pinglay, chia sẻ: “Chúng ta vẫn không hiểu rõ được tại sao những gen này có thể ‘bật tắt’ được. Đây là cả một nhiễm sắc thể cơ đấy.”

Việc bất hoạt nhiễm sắc thể X là điều đã tạo ra bộ lông của mèo tam thể. Những con mèo này gần như đều là mèo cái, với một trong số nhiễm sắc thể X của chúng chứa gen tạo lông màu cam, và nhiễm sắc thể kia là màu đen. 

Với bất kì một tế bào nào, chỉ có 1 trong hai nhiễm sắc thể này hoạt động. Việc quyết định nhiễm sắc thể nào hoạt động diễn ra rất sớm trong quá trình phát triển của một con mèo, và những tế bào mới sau khi phân tách thì vẫn giữ lại lựa chọn của tế bào “cha mẹ”, từ đó tạo nên những mảng màu lớn.

Đặc tính này bền vững tới mức, khi bộ gen được chuyển sang những tế bào khác, sự lựa chọn “bật tắt” nhiễm sắc thể X nào của chúng vẫn giữ nguyên. Con mèo nhân bản đầu tiên, Carbon Copy, giống hoàn toàn về mặt di truyền so với mẹ - con mèo tam thể có tên Rainbow. 

Nhưng Carbon Copy lại chỉ có lông màu nâu và trắng: rõ ràng nó đã được tạo ra từ 1 tế bào có nhiễm sắc thể X chứa gen lông màu cam trong trạng thái ngủ đông, và từ chối đảo ngược lại quá trình lựa chọn đó.

Nhiều người có thể sẽ thấy không đồng tình với việc nghiên cứu những con mèo trong phòng thí nghiệm. Nhưng theo ông Murphy, hầu hết những thao tác trong nghiên cứu di truyền có thể được thực hiện khá nhẹ nhàng. Ví dụ như nhóm của ông đã rất thành thạo trong việc lấy DNA từ các tế bào má mèo, chỉ sử dụng một cây gậy có dây rồi xoay nhẹ nhàng vào miệng động vật.

Hơn thế, có những lợi ích không nhỏ khi làm việc với những thú nuôi phổ biến: nhiều người thường đóng góp trực tiếp hoặc thông qua bác sĩ thú y. 

Khi những con mèo bị ốm, các nhà nghiên cứu có thể lấy mẫu, và trong nhiều trường hợp có thể làm chúng khỏe mạnh trở lại. Nhưng ông Murphy nói thì: “Tôi nghĩ có khoảng 90% nghiên cứu trên mèo được thực hiện từ nhữung trường hợp mèo bị bệnh.”.Còn những con mèo từng nằm trong phòng thí nghiệm của bà Lyons thì sẽ được nhận nuôi sau khi dừng “nghỉ hưu” nghiên cứu khoa học.

Những con chuột thì dễ dàng nhân giống và cũng không tốn kém để nuôi trong phòng thí nghiệm, và dĩ nhiên chúng cũng là loài động vật hàng đầu phục vụ nghiên cứu khoa học. Những con mèo chắc sẽ khó lòng vượt qua chuột trong lĩnh vực này, khi mà mèo vẫn còn đang thua cả chó - loài động vật luôn hợp tác làm việc với con người kể cả trong phòng thí nghiệm. 

Những con mèo thì thường khép kín và buồn hơn là chó trong việc tình nguyện nghiên cứu. Thế nhưng, nhiều chuyên gia vẫn khẳng định, mèo có vị trí riêng của chúng với nghiên cứu khoa học nhờ những lợi ích không thể chối cãi mà việc nghiên cứu chúng mang lại.