Giải mã bí mật của "cụ" rùa 194 tuổi, mở hướng nghiên cứu kéo dài tuổi thọ cho loài người

Cụ rùa Jonathan, được cho là khoảng 194 tuổi, đang trở thành tâm điểm chú ý của giới khoa học sau khi nghiên cứu di truyền phát hiện những đặc điểm có thể giúp làm chậm quá trình lão hóa. Những phát hiện này mở ra hướng nghiên cứu mới về khả năng bảo vệ tế bào, sửa chữa DNA và kéo dài tuổi thọ ở người.

Giải mã bí mật sống thọ của cụ rùa Jonathan

Jonathan thuộc loài rùa khổng lồ Aldabra, có nguồn gốc từ quần đảo Seychelles ở Ấn Độ Dương. Cụ hiện sống trên đảo St. Helena, vùng lãnh thổ hải ngoại của Anh ở Nam Đại Tây Dương, và được xem là động vật trên cạn già nhất thế giới còn sống được biết đến.

Tuổi chính xác của Jonathan chưa được xác định. Các nhà nghiên cứu ước tính cụ khoảng 194 tuổi dựa trên một bức ảnh chụp năm 1882, khi Jonathan đã đạt kích thước trưởng thành. Do rùa khổng lồ thường đạt kích thước này vào khoảng 50 tuổi, các nhà khoa học suy ra cụ đã sống thêm khoảng 144 năm kể từ thời điểm đó.

Năm 2022, chính quyền đảo St. Helena xác định ngày 4/12/1832 là ngày sinh nhật chính thức của Jonathan. Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu cho rằng cụ có thể còn già hơn, thậm chí đã vượt mốc 200 tuổi.

Một nghiên cứu công bố ngày 7/10 trên tạp chí Science Advances đã phân tích bộ gen và biểu sinh của Jonathan nhằm tìm kiếm những đặc điểm di truyền có liên quan đến tuổi thọ vượt trội.

Bộ gen là toàn bộ thông tin di truyền của một sinh vật, trong khi biểu sinh nghiên cứu những cơ chế điều hòa hoạt động của gen mà không làm thay đổi trình tự DNA. Hai yếu tố này giúp các nhà khoa học tìm hiểu cách cơ thể duy trì chức năng tế bào và chống lại những tổn thương tích lũy theo thời gian.

Theo Justin Gerlach, nhà nghiên cứu sinh học tại Đại học Cambridge (Anh), một giả thuyết lâu nay cho rằng động vật sống thọ như rùa khổng lồ có tốc độ trao đổi chất thấp. Điều này có thể làm chậm các quá trình hóa học trong tế bào, từ đó hạn chế một số dạng tổn thương đối với tế bào và DNA.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu không chỉ tập trung vào tốc độ trao đổi chất mà còn tìm kiếm những cơ chế bảo vệ tế bào khác. Phân tích đã xác định 287 biến thể di truyền được cho là có liên quan đến khả năng bảo vệ cơ thể trước các tổn thương tế bào tích lũy theo thời gian.

Các nhà nghiên cứu đặc biệt chú ý đến những gen liên quan đến sửa chữa DNA và kiểm soát phản ứng viêm. Đây đều là những cơ chế quan trọng trong quá trình duy trì sức khỏe tế bào và được quan tâm trong nghiên cứu về lão hóa ở người.

Một phát hiện đáng chú ý là Jonathan dường như vẫn duy trì hoạt động điều hòa gen tương đối ổn định khi về già. Ở nhiều loài động vật, trong đó có con người, chức năng tế bào và khả năng kiểm soát các quá trình sinh học có thể suy giảm theo tuổi tác, làm tăng nguy cơ mắc bệnh.

Dù vậy, các nhà khoa học chưa thể xác định liệu đặc điểm này chỉ xuất hiện ở Jonathan hay là cơ chế phổ biến của loài rùa khổng lồ Aldabra.

Ty thể khỏe mạnh có thể là một yếu tố quan trọng

Ngoài các gen liên quan đến sửa chữa DNA và phản ứng viêm, nghiên cứu còn ghi nhận tình trạng đáng chú ý của ty thể trong tế bào Jonathan.

Ty thể là cấu trúc đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo năng lượng cho tế bào. Sự suy giảm chức năng của cơ quan này được xem là một trong những yếu tố có liên quan đến quá trình lão hóa.

Stephen Clark, tác giả chính của nghiên cứu và là người sáng lập Kallel Foundation, cho biết nhóm đang hướng tới việc phân tích thêm các cá thể rùa Aldabra khác để xác định liệu những đặc điểm quan sát được ở Jonathan có phổ biến trong loài hay không.

Ông cũng đề cập đến những dữ liệu nghiên cứu cho thấy chức năng ty thể có thể liên quan đến tuổi thọ ở người. Một số nghiên cứu về những người sống trên 110 tuổi ghi nhận ty thể hoạt động hiệu quả, dù mối quan hệ giữa đặc điểm này và tuổi thọ vẫn cần được nghiên cứu sâu hơn.

Theo Clark, bộ gen của Jonathan có thể cung cấp những gợi ý quan trọng để tìm hiểu khả năng duy trì sức khỏe tế bào trong thời gian dài. Về lâu dài, nhóm nghiên cứu quan tâm đến việc phát triển các hợp chất có thể cải thiện chức năng ty thể ở người và hướng tới thử nghiệm lâm sàng trong vòng một đến hai năm tới.

Tuy nhiên, đây mới là định hướng nghiên cứu. Những phát hiện trên Jonathan chưa chứng minh rằng các cơ chế tương tự có thể được chuyển thành phương pháp điều trị giúp con người sống lâu hơn.

Từ rùa khổng lồ đến hy vọng chống lão hóa ở người

Không chỉ rùa khổng lồ, một số loài cá voi, cá mập và động vật thân mềm như ngao cũng có khả năng sống rất lâu. Việc tìm hiểu cách những sinh vật này duy trì chức năng cơ thể trong nhiều thập kỷ, thậm chí hàng thế kỷ, có thể giúp giới khoa học hiểu rõ hơn về các cơ chế sinh học quyết định tuổi thọ.

Joao Pedro de Magalhaes, chuyên gia về sinh học lão hóa phân tử tại Đại học Birmingham (Anh), nhận định rằng việc giải thích vì sao một số loài sống lâu hơn đáng kể so với những loài khác có thể tạo ra bước tiến lớn trong nghiên cứu về lão hóa, đồng thời mở ra những ứng dụng tiềm năng đối với sức khỏe con người.

Dẫu vậy, nghiên cứu trên Jonathan vẫn có những giới hạn đáng kể. Đây mới là dữ liệu từ một cá thể, chưa đủ để xác định chính xác những đặc điểm di truyền nào quyết định tuổi thọ vượt trội.

Handan Melike Dönertaş, nhà nghiên cứu di truyền học tại Đại học Kỹ thuật Trung Đông ở Thổ Nhĩ Kỳ, cho rằng cần có thêm dữ liệu từ nhiều cá thể rùa khổng lồ và các loài sống thọ khác để làm rõ những yếu tố di truyền liên quan đến tuổi thọ.

Vincent J. Lynch, giáo sư khoa học sinh học tại Đại học Buffalo (Mỹ), cũng lưu ý rằng một số phương pháp phân tích tiến hóa có thể tạo ra kết quả sai lệch nếu các giả định của mô hình không phù hợp với thực tế. Vì vậy, những biến thể được xác định trong nghiên cứu cần tiếp tục được kiểm chứng trước khi có thể kết luận về vai trò thực sự của chúng.

Trong khi đó, Ylenia Chiari, phó giáo sư tại Đại học Nottingham (Anh), đánh giá nghiên cứu là đóng góp có giá trị cho lĩnh vực tìm hiểu tuổi thọ ở động vật. Theo bà, việc giải mã các cơ chế giúp một số sinh vật duy trì sức khỏe trong thời gian đặc biệt dài có thể cung cấp góc nhìn hữu ích cho nghiên cứu về lão hóa và ung thư ở người.

Hiện Jonathan vẫn sống trên đảo St. Helena, dù đã mất thị lực do đục thủy tinh thể. Cụ rùa nặng khoảng 180kg và tiếp tục là điểm thu hút khách du lịch nổi tiếng.

Từ trường hợp đặc biệt này, các nhà khoa học kỳ vọng sẽ hiểu rõ hơn cách một sinh vật có thể duy trì chức năng tế bào qua gần hai thế kỷ. Tuy nhiên, để biến những manh mối di truyền thành phương pháp kéo dài tuổi thọ ở người, giới nghiên cứu vẫn cần nhiều công trình kiểm chứng, đặc biệt là những nghiên cứu xác nhận cơ chế tương tự có tồn tại và có thể can thiệp an toàn ở con người hay không.