Phân tích bộ gen của Jonathan đã phát hiện những đặc điểm liên quan đến khả năng sửa chữa DNA, kiểm soát hoạt động của gen và duy trì sức khỏe tế bào, mở ra những hướng nghiên cứu mới về quá trình lão hóa ở người.
Rùa khổng lồ Jonathan. (Ảnh: HG)
Jonathan thuộc loài rùa khổng lồ Aldabra, có nguồn gốc từ quần đảo Seychelles ở Ấn Độ Dương. Phần lớn cuộc đời, chú rùa này sống trên đảo St. Helena, lãnh thổ hải ngoại của Anh ở Nam Đại Tây Dương. Jonathan được Guinness World Records ghi nhận là động vật trên cạn còn sống lâu nhất thế giới.
Rùa khổng lồ vốn thuộc nhóm động vật có tuổi thọ cao, nhiều cá thể có thể sống hơn 100 năm. Tuy nhiên, tuổi đời gần hai thế kỷ của Jonathan khiến nó trở thành trường hợp đặc biệt, thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học muốn tìm hiểu cơ chế sinh học giúp duy trì sức khỏe trong thời gian dài.
Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Science Advances đã phân tích bộ gen và hệ gen biểu sinh của Jonathan. Bộ gen chứa toàn bộ thông tin di truyền của cơ thể, trong khi hệ gen biểu sinh liên quan đến các cơ chế điều chỉnh hoạt động của gen mà không làm thay đổi trình tự DNA.
Kết quả cho thấy Jonathan có nhiều đặc điểm di truyền đáng chú ý liên quan đến việc bảo vệ tế bào trước những tổn thương tích lũy theo tuổi tác. Các nhà nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng vẫn cần thêm dữ liệu để xác định liệu những đặc điểm này có phổ biến ở loài rùa khổng lồ hay chỉ xuất hiện nổi bật ở cá thể đặc biệt này.
Những đặc điểm di truyền có thể giúp làm chậm lão hóa
Một giả thuyết lâu nay cho rằng rùa khổng lồ sống lâu nhờ quá trình trao đổi chất diễn ra chậm. Khi các phản ứng hóa học trong cơ thể diễn ra chậm hơn, tế bào có thể chịu ít tổn thương hơn, qua đó hạn chế những tác động tích lũy lên DNA và các cấu trúc quan trọng khác.
Justin Gerlach, nhà sinh học tại Đại học Cambridge và đồng tác giả nghiên cứu, cho biết các nhà khoa học đã kiểm tra giả thuyết này bằng cách khảo sát thông tin di truyền và cơ chế điều hòa gen của Jonathan.
Phân tích phát hiện 287 biến thể gen được cho là có liên quan đến khả năng bảo vệ cơ thể trước những tổn thương tế bào theo thời gian. Trong đó, các đặc điểm liên quan đến sửa chữa DNA và giảm viêm được đặc biệt chú ý, bởi đây là hai quá trình có vai trò quan trọng đối với sức khỏe tế bào và lão hóa.
DNA liên tục chịu tác động từ các quá trình bên trong cơ thể và môi trường bên ngoài. Khi cơ chế sửa chữa DNA suy giảm, những tổn thương có thể tích lũy, làm tăng nguy cơ rối loạn hoạt động của tế bào và góp phần dẫn đến các bệnh liên quan đến tuổi tác, trong đó có ung thư.
Ở người và nhiều loài động vật khác, khả năng điều hòa hoạt động của gen cũng có thể thay đổi khi tuổi tác tăng lên. Điều này khiến tế bào khó duy trì các chức năng bình thường, làm tăng nguy cơ suy giảm sức khỏe.
Theo Gerlach, Jonathan dường như vẫn duy trì được khả năng kiểm soát hoạt động của gen ở mức đáng chú ý khi về già. Một số cơ chế điều hòa gen của nó có những đặc điểm giống động vật trẻ hơn, qua đó có thể giúp cơ thể duy trì trạng thái khỏe mạnh lâu hơn.
Các nhà nghiên cứu chưa thể khẳng định đây là đặc điểm chung của toàn bộ loài rùa khổng lồ Aldabra hay là yếu tố riêng biệt ở Jonathan. Nếu những cơ chế này phổ biến trong loài, chúng có thể cung cấp manh mối quan trọng về cách động vật duy trì chức năng tế bào trong thời gian dài.
Tuổi chính xác của Jonathan vẫn là một bí ẩn
Jonathan được ước tính khoảng 194 tuổi, nhưng không ai biết chính xác ngày nó chào đời. Cơ sở quan trọng để xác định tuổi là một bức ảnh chụp năm 1882, cho thấy Jonathan đã có kích thước của một con rùa trưởng thành khi sống trên đảo St. Helena.
Rùa khổng lồ thường đạt kích thước trưởng thành vào khoảng 50 tuổi. Dựa trên đặc điểm này và thời điểm chụp ảnh, các nhà nghiên cứu suy ra Jonathan có thể đã khoảng 50 tuổi vào năm 1882, từ đó ước tính tuổi hiện nay của nó.
Năm 2022, chính quyền đảo St. Helena chọn ngày 4/12/1832 làm ngày sinh chính thức của Jonathan. Gerlach cho rằng Jonathan có thể còn già hơn con số ước tính, thậm chí đạt 200 tuổi hoặc hơn. Vì không có hồ sơ ghi nhận ngày sinh chính xác, tuổi thật của chú rùa vẫn chưa thể xác định chắc chắn.
Jonathan có thể đã được đưa đến St. Helena vào thế kỷ XIX như một món quà dành cho một quan chức thuộc địa, trong bối cảnh rùa khổng lồ được xem là loài vật quý hiếm và kỳ lạ. Việc sống trên đảo có thể đã giúp nó tránh được số phận mà nhiều cá thể cùng loài phải chịu trong quá khứ.
Thời kỳ đó, thủy thủ trên các chuyến thám hiểm thường bắt rùa khổng lồ từ Seychelles, Galápagos và Mauritius để làm nguồn thực phẩm dự trữ. Những con rùa có thể sống nhiều tháng trên tàu mà không cần được cho ăn hay uống nước, khiến chúng trở thành nguồn thịt tiện lợi trong các chuyến hải hành dài ngày.
Gerlach cho biết hoạt động săn bắt này đã góp phần khiến một số quần thể rùa khổng lồ suy giảm nghiêm trọng, thậm chí dẫn đến sự tuyệt chủng của rùa Mauritius.
Hiện Jonathan nặng khoảng 180 kg và vẫn hoạt động dù đã mất thị lực do đục thủy tinh thể. Chú rùa cũng trở thành điểm thu hút khách du lịch trên đảo. Đầu năm 2026, một thông tin sai lệch lan truyền trên mạng xã hội cho rằng Jonathan đã chết, buộc chính quyền St. Helena phải xác nhận nó vẫn còn sống và khỏe mạnh.
Ty thể khỏe mạnh có thể là một phần của bí quyết trường thọ
Để hạn chế nguy cơ nhiễm trùng đối với một cá thể rùa đã rất cao tuổi, nhóm nghiên cứu lấy mẫu DNA từ dịch miệng thay vì lấy máu. Phương pháp lấy mẫu này cũng gây khó khăn cho việc áp dụng một số kỹ thuật giải trình tự DNA có độ chính xác cao hơn.
Các nhà khoa học so sánh dữ liệu di truyền và hệ gen biểu sinh của Jonathan với những cá thể rùa Aldabra trẻ hơn nhiều sống trên đảo san hô Aldabra thuộc Seychelles. Kết quả cho thấy hai nhóm có những điểm tương đồng đáng kể.
Một phát hiện khác thu hút sự chú ý là tình trạng của ty thể trong tế bào Jonathan. Ty thể là cấu trúc đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất năng lượng phục vụ hoạt động của tế bào. Những dữ liệu thu được cho thấy hệ thống này dường như vẫn hoạt động rất tốt ở Jonathan, bất chấp tuổi đời đặc biệt cao.
Tiến sĩ Stephen Clark, tác giả chính của nghiên cứu và người sáng lập Quỹ Kallel, cho biết nhóm nghiên cứu muốn tiếp tục phân tích các cá thể rùa Aldabra khác để xác định liệu khả năng duy trì sức khỏe ty thể có phải đặc điểm chung của loài hay không.
Clark dẫn lại một số dữ liệu cho thấy những người sống trên 110 tuổi có thể sở hữu ty thể hoạt động hiệu quả hơn. Theo ông, kết quả ở Jonathan phù hợp với hướng nghiên cứu này, dù chưa đủ để chứng minh mối quan hệ nhân quả giữa sức khỏe ty thể và tuổi thọ đặc biệt cao.
Nhóm nghiên cứu kỳ vọng thông tin di truyền của Jonathan có thể cung cấp một bản đồ về các cơ chế giúp tế bào chống chịu tổn thương. Về lâu dài, những hiểu biết này có thể hỗ trợ việc tìm kiếm các phương pháp điều trị nhằm duy trì chức năng tế bào ở người.
Clark cho biết nhóm đang quan tâm đến khả năng sử dụng các loại thuốc thông dụng để cải thiện sức khỏe ty thể, đồng thời mong muốn đưa một số hướng nghiên cứu vào thử nghiệm lâm sàng trên người trong vòng một hoặc hai năm tới. Đây mới là kế hoạch nghiên cứu, chưa phải phương pháp điều trị đã được chứng minh có thể kéo dài tuổi thọ con người.
Dù kết quả ban đầu đáng chú ý, các chuyên gia cho rằng việc nghiên cứu một cá thể duy nhất chưa đủ để xác định nguyên nhân khiến Jonathan sống lâu đến vậy.
Ylenia Chiari, phó giáo sư tại Đại học Nottingham ở Anh, người từng nghiên cứu tuổi thọ của rùa khổng lồ Galápagos nhưng không tham gia công trình này, cho rằng nghiên cứu mới là đóng góp có giá trị cho lĩnh vực sinh học về tuổi thọ. Kết quả giúp làm sáng tỏ phần nào sự phức tạp của những cơ chế cho phép một số sinh vật sống lâu khác thường.
Theo Chiari, mục tiêu cuối cùng của việc nghiên cứu các loài động vật sống thọ là tìm ra những kiến thức có thể hỗ trợ nghiên cứu lão hóa và ung thư ở người.
Dù vậy, từ những phát hiện về Jonathan đến một phương pháp giúp con người sống lâu hơn vẫn còn khoảng cách lớn. Các nhà khoa học cần xác nhận những đặc điểm di truyền nói trên ở nhiều cá thể, làm rõ cơ chế hoạt động của chúng và đánh giá liệu những cơ chế tương tự có thể được ứng dụng an toàn ở người hay không.
