Phát hiện DNA virus hiếm ẩn giấu trong các trang sách gần 1000 năm tuổi

Đậu cừu là dịch bệnh hiếm gặp nhưng vô cùng nguy hiểm, với tỷ lệ tử vong ở gia súc non có thể lên tới 80%. Đợt bùng phát đậu cừu mới đây tại Hy Lạp, kéo dài từ tháng 8/2024 đến nay, đã gây ra cái chết của gần nửa triệu con dê và cừu, trở thành một trong những cuộc khủng hoảng chăn nuôi lớn nhất trong lịch sử nước này. 

Tuy nhiên, trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Science Advances, mối đe dọa sinh học tàn khốc này không hề mới xuất hiện mà đã tồn tại qua nhiều thiên niên kỷ, âm thầm để lại dấu vết di truyền ngay trên những trang sách làm từ da động vật thời Trung cổ. 

Theo đó, nhóm chuyên gia quốc tế do nhà nghiên cứu Louis L'Hôte từ Phòng thí nghiệm Di truyền học Quần thể Phân tử thuộc Đại học Dublin (Cộng hòa Ireland) dẫn đầu đã phát hiện vết tích DNA của virus này bám trên bề mặt các bản thảo cổ.

Đậu cừu là dịch bệnh hiếm gặp nhưng vô cùng nguy hiểm, với tỷ lệ tử vong ở gia súc non có thể lên tới 80%. Ảnh: AICRP Bangalore

Vào thời Trung cổ, tài liệu và kinh sách thường được chế tác từ da cừu, dê hoặc bò. Việc tạo ra một cuốn sách hoàn chỉnh khi đó tiêu tốn nguồn lực vô cùng lớn, bởi một tập sách có thể đòi hỏi da của hàng chục con gia súc. 

Do đó, khi các thầy tu, học giả hay quan lại cặm cụi chép từng dòng chữ lên vật liệu này, họ đã vô tình tạo nên một kho lưu trữ sinh học vĩnh cửu ghi lại thông tin về môi trường chăn nuôi thời xa xưa. 

Để thu thập vật liệu di truyền mà không làm hư hại di sản, các nhà khoa học đã nhẹ nhàng dùng tẩy bút chì chà xát lên các trang sách cổ nhằm gom lấy những mảnh vụn chứa DNA.

Bằng cách kết hợp phân tích các mẫu da sách được chế tác từ thế kỷ 8 đến 14 cùng mẫu răng cừu cổ đại tại di chỉ thời Đồ đồng ở Nga và Kazakhstan, nhóm nghiên cứu đã tái dựng thành công 21 bộ gen virus kéo dài hơn 3.500 năm. Kết quả cho thấy mầm bệnh đậu cừu có thể đã phân nhánh và xuất hiện từ khoảng 5.000 năm trước. 

Thời điểm này trùng khớp với giai đoạn con người thời cổ đại bắt đầu thuần hóa và chăn nuôi cừu tập trung mật độ cao để lấy len, thịt và sữa. Việc nhốt chung số lượng lớn gia súc trong không gian chật hẹp đã vô tình tạo điều kiện lý tưởng cho virus đậu cừu tiến hóa và lây lan diện rộng.

Không chỉ xuất hiện trên da cừu, DNA của loại virus này còn được tìm thấy trên bản thảo làm từ da bê, da dê và thậm chí cả trên trang giấy. Hiện tượng này phản ánh sự lây nhiễm chéo giữa các loài gia súc, hoặc do thợ đóng sách thời kỳ đó đã vô tình dùng keo gelatin chế biến từ động vật mắc bệnh. 

Đáng chú ý, các nhà khoa học phát hiện mật độ DNA virus ở mặt trong lớp da cao hơn hẳn so với mặt ngoài. Chi tiết này cho thấy virus từng theo chân các thương nhân lan rộng ra nhiều vùng đất thông qua những chuyến giao thương đồ gốm và kim loại giữa các khu định cư cổ đại.

DNA của virus đậu cừu còn được tìm thấy trên bản thảo làm từ da bê, da dê và thậm chí cả trên trang giấy. Ảnh: Đại học Cao đẳng Trinity

Phát hiện trên góp phần giải mã nhiều đợt dịch bệnh tàn khốc tấn công đàn vật nuôi mà lịch sử từng ghi nhận nhưng chưa thể nêu đích danh. 

Ngay từ thế kỷ thứ 1 sau Công nguyên, nhà văn La Mã Lucius Columella từng mô tả về một dịch bệnh gây ra những tổn thương dạng mụn mủ trên da của gia súc. Những đợt dịch tương tự tiếp tục xuất hiện suốt nhiều thế kỷ sau đó, cướp đi sinh mạng hàng nghìn con vật và làm sản lượng nông nghiệp sụt giảm nghiêm trọng. 

Tuy nhiên, do khoảng cách giữa các đợt bùng phát quá xa nhau, người dân thời Trung cổ thường không hiểu rõ bản chất vấn đề và từng cho rằng vật nuôi của họ bị trúng bùa chú.

Dù gây ra nhiều thiệt hại dữ dội qua các thời kỳ, bộ gen của virus đậu cừu lại tỏ ra cực kỳ ổn định suốt hàng nghìn năm qua, khác biệt hoàn toàn so với virus gây bệnh đậu mùa ở người. Nhà nghiên cứu Louis L'Hôte nhận định, việc phân tích các bộ gen cổ đại giúp giới khoa học hiểu rõ hơn cách thức mầm bệnh thích nghi và tiến hóa. 

Sự bền vững về mặt di truyền này chính là cơ sở quan trọng, giúp các nhà nghiên cứu và người chăn nuôi hiện đại tìm ra phương pháp hiệu quả hơn nhằm đối phó với mối đe dọa sinh học kéo dài từ thời cổ đại cho đến tận ngày nay.