Cụ rùa già nhất thế giới mở ra hy vọng chống lão hóa, có thể giúp loài người sống lâu hơn

Phát hiện manh mối di truyền giúp cụ rùa 194 tuổi sống thọ, mở ra hy vọng chống lão hóa ở người

Một nghiên cứu di truyền mới đã phát hiện những đặc điểm gene có thể góp phần lý giải tuổi thọ phi thường của Jonathan, cụ rùa khổng lồ được cho là 194 tuổi và hiện được biết đến là động vật trên cạn sống lâu nhất thế giới.

Các nhà khoa học kỳ vọng phát hiện này sẽ mở ra hướng nghiên cứu mới nhằm làm chậm quá trình lão hóa tế bào và cải thiện sức khỏe con người.

Jonathan (bên trái) cùng một con rùa khổng lồ khác tên là David.

Jonathan thuộc loài rùa khổng lồ Aldabra, có nguồn gốc từ quần đảo Seychelles ở Ấn Độ Dương. Phần lớn cuộc đời, cụ rùa sinh sống trên đảo St. Helena xa xôi ở Nam Đại Tây Dương, vùng lãnh thổ hải ngoại của Anh.

Rùa khổng lồ vốn nằm trong nhóm động vật trên cạn sống lâu nhất hành tinh, nhiều cá thể có thể vượt qua mốc 100 tuổi. Tuy nhiên, Jonathan vẫn là một trường hợp nổi bật khi được cho là đang tiến gần đến tuổi 200.

Theo nghiên cứu công bố ngày 7/10 trên tạp chí Science Advances, một trong những yếu tố giúp các loài động vật này sống lâu có thể liên quan đến tốc độ hoạt động chậm của các quá trình sinh học, bao gồm cả những hoạt động diễn ra ở cấp độ tế bào và di truyền.

Justin Gerlach, đồng tác giả nghiên cứu và là nghiên cứu sinh sinh học tại Đại học Cambridge (Anh), cho biết các nhà khoa học từ lâu đã cho rằng rùa khổng lồ có tốc độ trao đổi chất thấp hơn con người. Điều này có thể khiến các phản ứng hóa học trong tế bào diễn ra chậm hơn, giảm nguy cơ tích lũy tổn thương đối với tế bào và DNA.

Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm nghiên cứu phân tích bộ gene của Jonathan, đồng thời khảo sát biểu sinh - hệ thống điều hòa giúp kiểm soát gene nào được bật hoặc tắt trong cơ thể.

Kết quả cho thấy 287 biến thể gene có khả năng liên quan đến cơ chế bảo vệ tế bào trước những tổn thương tích lũy theo thời gian. Theo Gerlach, Jonathan sở hữu những đặc điểm di truyền đáng chú ý liên quan đến khả năng sửa chữa DNA và kiểm soát tình trạng viêm, hai cơ chế có vai trò quan trọng trong quá trình lão hóa.

Đáng chú ý, các phân tích cho thấy cụ rùa có thể duy trì hoạt động của những gene cần thiết ở mức phù hợp ngay cả khi đã rất cao tuổi. Trong khi đó, ở nhiều loài động vật khác, khả năng điều hòa hoạt động gene thường suy giảm theo thời gian, làm tăng nguy cơ xuất hiện những bất thường trong tế bào và các bệnh liên quan đến tuổi tác, trong đó có ung thư.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu chưa thể xác định liệu những đặc điểm này chỉ xuất hiện ở Jonathan hay phổ biến ở toàn bộ loài rùa khổng lồ Aldabra.

Joao Pedro de Magalhaes, chuyên gia sinh học lão hóa phân tử tại Đại học Birmingham (Anh), nhận định việc tìm hiểu vì sao một số loài động vật sống lâu hơn nhiều so với những loài khác có thể tạo ra bước tiến quan trọng trong nghiên cứu lão hóa và tuổi thọ. Những hiểu biết này về lâu dài có thể mang lại giá trị đối với sức khỏe con người.

Bộ gene của Jonathan hé lộ khả năng chống lão hóa

Tuổi chính xác của Jonathan hiện vẫn chưa được xác định. Các nhà khoa học ước tính cụ rùa khoảng 194 tuổi dựa trên một bức ảnh chụp năm 1882, thời điểm Jonathan đến đảo St. Helena và đã có kích thước tương đương một cá thể trưởng thành.

Ảnh chụp năm 1882 khi Jonathan (bên trái) đến St. Helena.

Rùa khổng lồ thường đạt kích thước trưởng thành khi khoảng 50 tuổi. Từ dữ liệu này, các nhà nghiên cứu suy ra Jonathan có thể đã ra đời vào khoảng năm 1832. Năm 2022, chính quyền đảo St. Helena chính thức công nhận ngày 4/12 là sinh nhật của cụ rùa.

Nếu ước tính này chính xác, Jonathan đã sống qua nhiều giai đoạn lịch sử quan trọng, từ thời Abraham Lincoln, Charles Darwin và Nữ hoàng Victoria còn trẻ cho đến hiện tại. Dù vậy, Gerlach cho rằng cụ rùa có thể còn lớn tuổi hơn con số 194, thậm chí đã đạt hoặc vượt mốc 200 tuổi.

Hiện Jonathan nặng khoảng 180 kg. Dù đã mất thị lực do đục thủy tinh thể, cụ rùa vẫn được chăm sóc và tiếp tục là điểm thu hút khách du lịch trên đảo St. Helena.

Do tuổi tác quá cao và nhằm hạn chế nguy cơ nhiễm trùng, nhóm nghiên cứu thu thập mẫu DNA của Jonathan bằng cách lấy mẫu trong khoang miệng thay vì lấy máu. Phương pháp này giúp giảm tác động lên cơ thể con vật, dù mẫu nước bọt cũng gây hạn chế nhất định đối với việc sử dụng những kỹ thuật giải trình tự DNA có độ chính xác cao hơn.

Nhóm nghiên cứu sau đó so sánh dữ liệu di truyền của Jonathan với những cá thể rùa Aldabra trẻ hơn sống tại đảo san hô Aldabra thuộc Seychelles. Kết quả cho thấy nhiều điểm tương đồng đáng chú ý. Đặc biệt, các nhà khoa học nhận thấy hệ thống ty thể của Jonathan vẫn ở trạng thái hoạt động đáng kinh ngạc.

Ty thể là cấu trúc bên trong tế bào có nhiệm vụ chủ yếu là sản xuất năng lượng, đồng thời tham gia vào nhiều quá trình sinh học quan trọng. Sự suy giảm chức năng ty thể được xem là một trong những yếu tố có liên quan đến lão hóa.

Stephen Clark, tác giả chính của nghiên cứu và người sáng lập Kallel Foundation, cho biết nhóm nghiên cứu muốn tiếp tục phân tích những cá thể rùa Aldabra khác để xác định liệu khả năng duy trì chức năng ty thể và các cơ chế bảo vệ tế bào có phải đặc điểm chung của loài hay không.

Theo Clark, một số nghiên cứu trước đây cũng ghi nhận mối liên hệ giữa chức năng ty thể và tuổi thọ ở người. Những người sống trên 110 tuổi được cho là có thể sở hữu chức năng ty thể hiệu quả hơn, dù cần thêm bằng chứng để làm rõ mối quan hệ này.

Từ những phát hiện trên, nhóm nghiên cứu hy vọng bộ gene của Jonathan sẽ cung cấp thông tin cho việc phát triển các phương pháp điều trị nhằm cải thiện sức khỏe ty thể ở người. Clark cho biết nhóm đang quan tâm đến những hợp chất có khả năng hỗ trợ chức năng ty thể và mong muốn đưa một số ứng viên vào thử nghiệm lâm sàng trong vòng một đến hai năm tới.

Dù vậy, đây mới là định hướng nghiên cứu. Những phát hiện từ một cá thể rùa chưa đủ để chứng minh rằng các cơ chế tương tự có thể được chuyển hóa thành phương pháp điều trị chống lão hóa hiệu quả ở người.

Cần thêm dữ liệu để giải mã bí quyết sống thọ

Các chuyên gia nhận định nghiên cứu về Jonathan đem lại những dữ liệu đáng chú ý, nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi chưa có lời giải.

Jonathan, cụ rùa khổng lồ, động vật trên cạn già nhất thế giới với số tuổi được cho là 194 tuổi.

Handan Melike Dönertaş, nhà nghiên cứu di truyền học tại Đại học Kỹ thuật Trung Đông ở Thổ Nhĩ Kỳ, cho rằng việc chỉ phân tích một cá thể không thể giúp xác định chính xác nguyên nhân khiến Jonathan sống lâu đến vậy. Các nhà khoa học cần so sánh thêm nhiều cá thể rùa khổng lồ ở những độ tuổi khác nhau, đồng thời mở rộng nghiên cứu sang các loài động vật có tuổi thọ đặc biệt cao.

Theo bà, việc đối chiếu những cá thể sống thọ với các cá thể thông thường, cả ở người lẫn các loài động vật khác, có thể giúp xác định những đặc điểm sinh học tạo nên khác biệt về tuổi thọ. Những tiến bộ trong công nghệ y học sau đó có thể hỗ trợ nghiên cứu khả năng ứng dụng các phát hiện này.

Vincent J. Lynch, giáo sư khoa học sinh học tại Đại học Buffalo (Mỹ), đánh giá Jonathan là đối tượng nghiên cứu có giá trị trong việc tìm hiểu những thay đổi di truyền liên quan đến tuổi thọ. Tuy nhiên, ông cũng lưu ý các phương pháp phân tích được sử dụng có thể dẫn đến những kết quả dương tính giả hoặc âm tính giả.

Theo Lynch, các mô hình tính toán nhằm xác định đột biến gene có lợi hay có hại phụ thuộc đáng kể vào những giả định về quá trình tiến hóa của gene. Nếu các giả định không phản ánh chính xác thực tế sinh học, kết quả phân loại đột biến cũng có thể thiếu chính xác.

Trong khi đó, Ylenia Chiari, phó giáo sư tại Đại học Nottingham (Anh), cho rằng nghiên cứu là một đóng góp đáng chú ý vào lĩnh vực tìm hiểu tuổi thọ của rùa khổng lồ. Những phát hiện này giúp các nhà khoa học từng bước làm rõ những cơ chế phức tạp cho phép một số sinh vật duy trì sức khỏe và sống lâu vượt xa mức thông thường.

Theo Chiari, mục tiêu cuối cùng của việc nghiên cứu những loài động vật sống cực thọ không chỉ là giải thích sự khác biệt về tuổi thọ giữa các loài, mà còn tìm kiếm những manh mối có thể phục vụ nghiên cứu lão hóa và ung thư ở người.

Dù chưa thể khẳng định Jonathan sở hữu bí quyết sống thọ có thể áp dụng trực tiếp cho con người, những đặc điểm di truyền và khả năng duy trì chức năng tế bào của cụ rùa đang mở ra hướng nghiên cứu đáng quan tâm. Để biến những manh mối này thành phương pháp điều trị thực tế, giới khoa học vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu, dữ liệu đối chứng và bằng chứng lâm sàng.