Những chú chuột nhân bản vô tính thuộc thế hệ 24 và 25.
Sử dụng cùng một kỹ thuật đã tạo ra chú cừu Dolly, các nhà nghiên cứu đến từ trung tâm phát triển sinh học RIKEN tại Kobe, Nhật Bản đã phát hiện ra một cách thức để tạo ra những con chuột nhân bản vô tính khỏe mạnh, có thể sống với vòng đời bình thường và có thể được nhân bản liên tục. Trong một nghiên cứu được phát động từ năm 2005, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi giáo sư Teruhiko Wakayama đã sử dụng một kỹ thuật có tên dẫn truyền nhân tế bào xô-ma (SNCT) để tạo ra 581 bản sao của một con chuột "mẫu" thông qua 25 thế hệ nhân bản vô tính.
Nhân bản vô tính động vật kể cả con người vẫn là một sản phẩm khoa học viễn tưởng ít nhất là từ sau tác phẩm Brave New World của nhà viết tiểu thuyết Aldous Huxley phát hành năm 1932. Đỉnh điểm của sự chú ý đối với công nghệ nhân bản vô tính là vào năm 1993 khi bộ phim Jurassic Park của đạo diễn Steven Spielberg ra mắt. Tuy nhiên, công nghệ này chỉ được xác thức với thành quả là chú cừu Dolly năm 1996.
Dolly được nhân bản vô tính bằng phương pháp SNCT trong đó nhân của một tế bào xô-ma (mọi loại bế bào trừ trứng và tinh trùng) được loại bỏ và sau đó được nhúng vào một tế bào trứng chứa phần nhân đã được loại bỏ trước đó. Một khi đi vào bên trong tế bào trứng, nhân xô-ma được tái lập trình bởi một loạt các yếu tố chưa được biết đến hoạt động như nhân của một trứng thụ tinh hay hợp tử. Vào lúc này, một chấn động điện nhỏ sẽ kích thích hợp tử bắt đầu phân chia. Khi một blastocyte (một phôi chứa khoảng 100 trứng) được hình thành, phôi trẻ này sẽ được cấy vào một động vật chủ thích hợp và tại đây, phôi sẽ phát triển cho đến khi sinh.
SNCT không phải là một thủ tục thật sự đáng tin cậy bởi để nhân bản thành công một chú cừu Dolly đòi hỏi phải thực hiện kỹ thuật SNCT với 277 trứng và chỉ duy nhất 1 trứng sống sót. Và thậm chí kĩ thuật này đã được cải tiến rất nhiều trong suốt 20 năm qua nhưng tỉ lệ thành công trong việc nhân bản vô tính động vật có vú vẫn xấp xỉ 2%. Thêm vào đó, ngay cả khi quá trình nhân bản dường như đã thành công, và một động vật trưởng thành được tạo ra thì một số biến chứng thoái hóa di truyền vẫn xảy ra.
Giáo sư Teruhiko Wakayama và các cộng sự tại Riken đã thực hiện những cải tiến đáng kinh ngạc trong kỹ thuật nhân bả chuột. Cải tiến đầu tiên của họ là sử dụng một phương pháp SNCT trong đó áp dụng Trichostatin A (TSA) - một chất ức chế HDCA (Histone Deacetylase) cực mạnh vào các tế bào nhân bản mới.
Histone là các protein hình ống bọc xung quanh dải DNA. Khi chúng được acetyl hóa, mối liên kết của histone được nới lỏng khiến DNA dễ tiếp cận hơn. Nhóm nghiên cứu tại Riken đã giám sát hiện tượng này trong một quy trình nhân bản vô tính SNCT bình thường và nhận ra rằng các histone trong nhân xô-ma bị deacetyl hóa hoàn toàn sẽ khiến DNA trở nên khó tiếp cận hơn trong suốt quá trình phân chia tế bào. Ngược lại, hoạt động acteyl hóa histone trong các tế bào tự nhiên duy trì xuyên suốt quãng đời của tế bào. Vì vậy, họ đưa ra giả thuyết rằng liệu pháp TSA sẽ khiến quy trình nhân bản vô tính SNCT hoạt động giống như trên tế bào thông thường hơn.
Lần này thì họ đã đúng, tỉ lệ thành công của quy trình nhân bản (thành công cóa nghĩa động vật nhân bản sống sót và sinh trưởng đến khi trưởng thành) đã tăng từ khoảng 2% lên 8 đến 10%.
Nhân bản vô tính động vật hàng loạt là một bài thử nghiệm rất nhạy cảm về di truyền và các tổn thương biểu sinh có thể xảy ra trong quá trình nhân bản. Khi nhân bản vô tính hàng loạt, một bản sao sẽ được lấy ra từ một động vật đã nhân bản. Mỗi bước tiếp theo được gọi là một thế hệ, do đó thế hệ nhân bản thứ 2 sẽ là một bản sao của thế hệ nhân bản đầu tiên hay một bản sao của một bản sao.
Khi tiến hành nhân bản vô tính chuột không dùng liệu pháp TSA, nhóm nghiên cứu tại Riken phát hiện ra rằng hiệu suất của việc nhân bản vô tính hàng loạt giảm xuống với các thế hệ kế tiếp và đến một phạm vi nhất định, tất cả các con chuột nhân bản thuộc thế hệ thứ 7 đều không thể sống sót. Ngược lại, khi sử dụng liệu pháp TSA vào quy trình nhân bản vô tính, họ đã thành công trong việc tạo ra nhiều thế hệ nhân bản vô tính và hiệu suất thành công tăng dần đến thế hệ cao nhất vào khoảng 12 đến 14%. Thêm vào đó, chiều dài của telomere (telomere là những trình tự lặp lại của DNA ở các đầu mút của nhiễm sắc thể, không mã hóa cho protein và bảo vệ các nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào, ngăn chúng dính vào nhau) không giảm đi qua các thế hệ nhân bản vô tính hàng loạt, điều này cho thấy không giống như Dolly, những chú chuột nhân bản không bị sinh "già" (Vào ngày lễ tình nhân năm 2003, cừu Dolly đã được tiêm một mũi thuốc để chết êm ái bởi lúc này nó đang suy sụp bởi những căn bệnh của tuổi già. Cừu Dolly được nhân bản từ một con cừu giống Finn Dorset 6 tuổi (giống cừu này có thể sống đến 15 năm) nhưng chỉ mới 7 tuổi (được nhân bản năm 1996) nhưng Dolly đã mắc phải một loạt các triệu chứng lão hóa. Khi tiến hành phân tích chiều dài telomere, các nhà khoa học nhận thấy chúng chỉ dài bằng 80% so với telomere của một con cừu 1 năm tuổi bình thường).
Tại phòng thí nghiệm Riken, các nhà nghiên cứu đã tạo ra 581 con chuột nhân bản tương ứng 25 thế hệ nhân bản vô tính hàng loạt từ một con chuột cái duy nhất bằng phương pháp SNCT, bao gồm liệu pháp TSA cho tế bào nhân bản. Tất cả những chú chuột nhân bản đều có vòng đời, thể chất và khả năng tái sinh sản bình thường.
Một tiềm năng sử dụng quan trọng đối với công nghệ nhân bản vô tính trên là tạo ra một số lượng lớn động vật để làm thức ăn. Phát biểu với New Scientist, giáo sư Wakayama cho biết: "Nếu một 'siêu bò' có thể cho thật nhiều sữa hay thịt bò Kobe có thể được nhân bản với chi phí thấp thì không chỉ người tiêu dùng mà cả nông dân cũng sẽ được lợi."
Quảng cáo
Một bài báo về nghiên cứu của Wakayama cùng các cộng sự tại Riken đã được đăng tải trên tạp chí Cell Stem Cell.
Theo: Gizmag
