Trong các thảm rêu và địa y ẩm ướt, nơi điều kiện môi trường luôn biến động dữ dội, tồn tại một sinh vật tí hon sở hữu bản năng sinh tồn vượt xa mọi quy chuẩn thông thường. Đó là loài luân trùng bdelloid có tên khoa học Adineta vaga (A. vaga).
Từ lâu, giới khoa học đã biết sinh vật này có thể chịu đựng tình trạng mất nước hoàn toàn và sống sót qua những mức bức xạ đủ sức tiêu diệt con người.
Tuy nhiên, một công trình nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí Science Advances đã hé lộ một phát hiện chưa từng có tiền lệ: loài này có thể sinh sản ngay khi bộ nhiễm sắc thể đã nát vụn, rồi giao lại nhiệm vụ sửa chữa ADN cho con cháu qua nhiều thế hệ.
Bất ngờ bắt đầu khi nhóm chuyên gia do nhà sinh học tiến hóa Karine Van Doninck tại Đại học Libre de Bruxelles và nhà sinh học phân tử Bernard Hallet tại Đại học Catholique de Louvain ở Bỉ theo dõi một quần thể nhân bản vô tính bắt nguồn từ trứng của cá thể A. vaga từng bị chiếu xạ.
Trái với giả định rằng mọi cá thể nhân bản đều có bộ gene giống hệt nhau, dữ liệu giải trình tự cho thấy các đoạn ADN bị đứt gãy lớn lại có sự khác biệt giữa các cá thể và dần được khôi phục theo thời gian.
Thực nghiệm cho thấy khi bị bắn phá bởi bức xạ proton liều lượng lên tới 500 gray - gây ra hơn 400 vết đứt gãy sợi đôi, một nhiễm sắc thể của A. vaga có thể vỡ nát thành 30 đến 50 mảnh.
Thông thường, các tế bào khi phân chia bắt buộc phải dựa vào một tâm động duy nhất để kéo vật chất di truyền về tế bào mới. Không có tâm động, các mảnh vỡ sẽ bị đào thải và giết chết dòng giống.
Tuy nhiên, A. vaga lại sở hữu cấu trúc nhiễm sắc thể phân tâm, với các thành phần tâm động nằm rải rác khắp nơi, cho phép từng mảnh vỡ nhỏ nhất vẫn có thể phân ly chuẩn xác vào thế hệ sau.
Sau khi các đoạn vỡ được chuyển giao an toàn, cỗ máy sửa chữa mới thực sự tăng tốc. Nhờ sở hữu bộ gene lưỡng bội với các cặp nhiễm sắc thể tương đồng, A. vaga sử dụng bản sao nguyên vẹn còn lại làm khuôn mẫu để tái tạo lại những phần bị mất.
Thông qua cơ chế mang tên sửa chữa kéo dài tương đồng do đứt gãy (BIHER), từng thế hệ con cháu sẽ lần lượt bù đắp các phần khuyết thiếu. Sau nhiều chu kỳ sinh sản liên tiếp, cấu trúc ban đầu của nhiễm sắc thể bị gãy có thể được phục hồi hoàn toàn một cách kỳ diệu.
Các nhà khoa học nhận định siêu năng lực kháng bức xạ này thực chất là một món quà phụ tình cờ từ chọn lọc tự nhiên. Việc sống trong các thảm rêu buộc A. vaga phải thường xuyên đối mặt với tình trạng mất nước kiệt quệ - một quá trình gây tổn thương vật lý lên ADN hệt như bức xạ ion hóa.
Khám phá về cách A. vaga duy trì sự sống giữa một bộ gene vỡ vụn đang mở ra hy vọng lớn cho y học và khoa học vũ trụ.
Cơ chế này không chỉ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về hiện tượng vỡ vụn nhiễm sắc thể trong các tế bào ung thư, mà còn có thể gợi mở các phương thức bảo vệ tế bào cho các phi hành gia trước bức xạ nguy hiểm trên Sao Hỏa trong tương lai.
