Hãy tưởng tượng bạn là một chú sa giông trong vài giây. Bạn sẽ có một ngày như một chú sa giông thật sự. Bất chợt, một kẻ ăn thịt nhạy bén bắt được và xé lìa phần chân của bạn. Dù có vẻ thoát được cái chết, câu chuyện nghe chừng có cái kết khá thảm khốc.

Nếu bạn là một loài thú có vú, viễn cảnh đó đúng là không hay chút nào. Tuy nhiên, với loài sa giông, đây chỉ là một ngày bình thường. Không như nhiều sinh vật khác trên thế giới, sa giông có khả năng đặc biệt giúp tái tạo lại các nhóm mô khi trưởng thành.

Khả năng tái tạo chi kì diệu của loài sa giông khiến giới khoa học kinh ngạc

Một tin tốt đến từ giới khoa học khi họ đã hiểu hoàn toàn cơ chế sinh học mang lại khả năng siêu việt đó. Một ngày không xa, đây được coi là tia hy vọng trong công tác tái tạo chi ở người.

Điểm khác nhau cơ bản giữa các loài thú và sa giông là khả năng tự chữa lành vết thương. Nếu bạn gặp một chấn thương, cơ thể của bạn sẽ hồi phục vết thương bằng cách tạo một lớp vảy quanh vùng miệng vết thương và dần dần chuyển thành các mô sẹo. Mặc dù cơ chế này hoạt động hiệu quả với các vết cắt và vết thương nhẹ, khả năng hồi phục các vết thương lớn là không thể.

Các tế bào ở loài sa giông thì trái ngược lại. Chúng có thể tái tạo bất cứ vùng mô bị tổn thương nào – từ nhãn cầu cho tới dây cột sống mà không để lại sẹo hay các vảy trên da. Từ lâu, quá trình này đã khiến các nhà khoa học hết sức kinh ngạc.

Nhóm nghiên cứu từ trường đại học Tsukuba tại Nhật Bản và đại học Dayton, Mỹ đã xác định thành công hai loại tế bào khác nhau tham gia trong quá trình tái tạo chi: tế bào bó cơ xương (SMFCs) và tế bào thân cơ (MPCs). Trong khi SMFCs tham gia trực tiếp giúp phát triển các cơ xương, MPCs được ví như “những kẻ lặng thầm” của tế bào bó cơ. Tuy nhiên, chúng có thể được kích thích để biến đổi thành các tế bào bó cơ dưới các tác nhân kích thích phù hợp.

Với những kiến thức thu được, các nhà khoa học đã quyết định nghiên cứu sâu hơn về vai trò của mỗi nhóm tế báo trong quá trình tái tạo.

Thời gian và quá trình tái tạo chân ở loài sa giông

Đầu tiên, họ chèn một đoạn gen vào phôi thai của sa giông giúp một loại protein chuyển sang màu đỏ khi SMFCs và MPCs hoạt động. Sau đó, họ cho phép những chú sa giông sinh trưởng đến giai đoạn con non (3 tháng) và giai đoạn trưởng thành hơn (16 tháng).

Tại thời điểm đó, các nhà nghiên cứu tiến hành cắt chân của sa giông (sa giông được tiêm thuốc mê trước khi cắt), trước khi quan sát hoạt động của SMFCs và MPCs khi các chi được tái tạo.

Cuối cùng, họ nhận thấy rằng MPCs chịu trách nhiệm phần lớn trong việc tái tạo chi ở nhóm sa giông non. “Thí nghiệm này chỉ ra rằng những nhóm cơ mới ở các mô tái tạo ấu trùng sa giông chủ yếu từ các tế bào thân cơ (MPCs), không phải tế bào bó cơ xương (SMFCs)", nhận định của nhóm nghiên cứu từ đại học Tsukuba.

Thú vị hơn, khi họ quan sát hoạt động của nhóm cơ bó xương với phần chân của những con sa giông trưởng thành hơn, các nhà nghiên cứu khám phá ra ra rằng chúng sẽ tạm thời thoái hóa đến trạng thái ban đầu với quá trình “phản phân hóa”. Quá trình phát triển tế bào của chúng bắt đầu lại từ đầu với việc phân bào và sản sinh ra nhiều các tế bào cơ hơn.

“Những ấu trùng sa giông sử dụng SMFCs cho các nhóm cơ mới với các phần chi được tái tạo, trong khi những con sa giông trưởng thành hơn sử dụng MPCs để hồi phục các chi”, theo giải thích của nhà nghiên cứu Hibiki Tanaka.

Liệu con người có thể làm chủ được cơ chế sinh học ấn tượng này?

“Sa giông đã chuyển cơ chế tế bào cho việc tái sinh các chi, từ cơ chế dựa trên tế bào thân đến cơ chế phản phân hóa”, đồng sự Chikafumi Chiba bổ sung ý kiến.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã có những kiến thức nền tảng về một trong những khả năng đáng kinh ngạc nhất của động vật. Liệu con người có thể thực hiện được điều đó không? Sẽ còn nhiều nghiên cứu cần được tiến hành nhưng các nhà khoa học hy vọng rằng những phát kiến này sẽ giúp chúng ta hình dung ra khả năng phục hồi có thể được tiến hành trong tương lai không chỉ ở loài sa giông mà còn ở các sinh vật khác.

theo genk