Một nghiên cứu đột phá của các nhà khoa học Nhật Bản trong việc tái dựng bản đồ phả hệ tế bào máu vừa mở ra một phát hiện kinh ngạc: Một số thành phần trong tế bào máu người vốn bắt nguồn từ những tổ tiên đơn bào cách đây tới 700 triệu năm, thời điểm các sinh vật đa bào đầu tiên xuất hiện trên Trái Đất.
Công trình trên do nhóm chuyên gia tại Đại học Kyoto (Nhật Bản) dẫn dắt và được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Proceedings of the National Academy of Sciences ngày 25/5.
Bằng việc áp dụng một phương pháp tân tiến để so sánh mức độ biểu hiện gen giữa các dòng tế bào máu của nhiều loài động vật với sinh vật đơn bào, nhóm nghiên cứu nhận thấy đại thực bào trong máu người sở hữu những đặc điểm tương đồng rõ rệt nhất với các sinh vật đơn bào cổ đại.
Điều này cho thấy những tế bào máu sơ khai nhất của thế giới động vật nhiều khả năng chính là một dạng tương tự đại thực bào ngày nay, đóng vai trò như những "chiến binh" thực hiện sứ mệnh nuốt chửng, tiêu hóa mầm bệnh và dọn dẹp các tế bào chết.
Một số thành phần trong tế bào máu người vốn bắt nguồn từ những tổ tiên đơn bào cách đây tới 700 triệu năm. Hình minh họa: iStock
Đi sâu vào bản đồ di truyền, các nhà khoa học đã truy vết thành công gen FOS – một loại gen phổ biến trong tế bào máu của nhiều loài vật - ngược dòng thời gian về các tổ tiên đơn bào từ cách đây 700 triệu năm.
Khám phá quan trọng này chứng minh rằng, các loài động vật sơ khai không hề tạo ra hệ tuần hoàn và hệ miễn dịch từ con số 0 mà đã khéo léo tái sử dụng, cải biến bộ máy di truyền sẵn có từ tổ tiên đơn bào của mình.
Dựa trên bản đồ phả hệ được phục dựng, từ dòng đại thực bào nguyên thủy, các dưỡng bào là nhóm đầu tiên tách ra độc lập. Kế đến, chính từ dòng dưỡng bào này lại tiếp tục phân nhánh để hình thành nên tế bào T nguyên thủy và hồng cầu.
Trong khi đó, tế bào B nguyên thủy lại chọn hướng tách trực tiếp từ dòng đại thực bào sau khi dưỡng bào đã hoàn thành quá trình phân tách của mình.
Điều kỳ diệu là lộ trình biệt hóa tế bào máu ở con người và các loài động vật có xương sống hiện đại dường như vẫn đang tái hiện chuẩn xác từng bước đi của lịch sử tiến hóa kéo dài hàng trăm triệu năm ấy.
Bản đồ phả hệ tế bào máu vừa được các nhà khoa học từ Đại học Kyoto (Nhật Bản) phục dựng. Hình: Credit: Yosuke Nagahata/ Đại học Kyoto
"Tôi đã vô cùng xúc động, vì những phát hiện này cho thấy quá trình biệt hóa của tế bào máu ở động vật có xương sống chính là một bản sao sống động, phản chiếu trọn vẹn lịch sử tiến hóa suốt 700 triệu năm qua", Giáo sư Hiroshi Kawamoto, người đứng đầu công trình nghiên cứu, chia sẻ về thành quả của ông và các cộng sự.
Đồng quan điểm trên, nhà khoa học Yosuke Nagahata từ Viện Sinh học Tiến hóa Tây Ban Nha - đồng tác giả nghiên cứu - cũng bày tỏ niềm tự hào khi cho biết: "Tôi có cảm giác gần gũi một cách kỳ lạ với những tổ tiên xa xôi, khi nhận ra di sản từ thuở hồng hoang vẫn đang ngày đêm chảy trong cơ thể dưới hình hài của những tế bào máu".
Không chỉ dừng lại ở ý nghĩa sinh học tiến hóa sâu sắc, phương pháp phân tích mới này còn mở ra triển vọng to lớn giúp giới y khoa truy tìm căn nguyên của nhiều bệnh lý phức tạp, đặc biệt là ung thư. Đây vốn là những căn bệnh nguy hiểm có mối liên hệ mật thiết với các chương trình di truyền cổ xưa vẫn đang âm thầm hoạt động bên trong tế bào người.
Việc thấu hiểu tường tận về "di sản đơn bào" trong hệ tuần hoàn và hệ miễn dịch hứa hẹn sẽ khai phóng những hướng tiếp cận mới, mang tính đột phá trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh trong tương lai.
