Khám phá Khoa học Video

Khoa học về những tế bào không bao giờ lão hóa

Điều gì khiến cơ thể chúng ta lão hóa,.. da chúng ta nhăn nheo, tóc bạc đi, hệ miễn dịch yếu dần? Nhà sinh học Elizabeth Blackburn giành được giải Nobel cho công trình của mình khi tìm ra câu trả lời, với khám phá về telomerase: một enzym giúp khôi phục phần rìa của các chromosome, chúng bị mất đi khi tế bào phân chia. Xem để biết nhiều hơn về nghiên cứu đột phá của Blackbum- gồm cách mà chúng ta điều khiển sự lão hóa nhiều hơn chúng ta nghĩ.

Sự kết thúc bắt đầu ở đâu? Với tôi, nó bắt đầu với sinh vật nhỏ bé này. Sinh vật đáng yêu này – Tôi nghĩ nó khá đáng yêu – có tên Tetrahymena và nó là sinh vật đơn bào. Được biết đến là sinh vật váng ao. Nên phải, công việc của tôi bắt đầu với chúng.

Không có gì ngạc nhiên khi tôi trở thành nhà khoa học. Lớn lên cách xa nơi đây, khi còn là một cô gái nhỏ, tôi cực kỳ tò mò về mọi sinh thể sống. Tôi từng mang theo một con sứa cực độc và hát cho nó nghe. Và tôi bắt đầu công việc của mình, tôi cực kỳ tò mò về những bí ẩn quan trọng nhất của những hình thái sống cơ bản, và tôi may mắn khi sống trong một xã hội nơi sự tò mò có giá trị.

Với tôi, sinh vật nhỏ tên Tetrahymena này là cách hay để nghiên cứu các bí ẩn quan trọng nhất. Tôi tò mò nhất về: những cụm xoắn của ADN trong tế bào, ta gọi chúng là nhiễm sắc thể. Tôi tò mò về đoạn cuối của các nhiễm sắc thể, mang tên telomere. Khi tôi bắt đầu cuộc tìm kiếm của mình, ta chỉ biết chúng giúp bảo vệ đoạn cuối của các nhiễm sắc thể. Nó quan trọng khi tế bào phân chia. Nó thật sự quan trọng, nhưng tôi muốn biết là các telomere bao gồm những thành phần gì, và do đó, tôi cần rất nhiều mẫu của chúng. Và chuyện xảy ra là những con Tetrahymena nhỏ xinh có rất nhiều đoạn nhiễm sắc thể ngắn, khoảng 20.000, chúng có rất nhiều telomeres. Và tôi phát hiện các telomeres gồm nhiều đoạn đặc biệt của ADN chưa mã hóa ngay tại đầu của các nhiễm sắc thể.

Nhưng đây mới là vấn đề. Chúng ta bắt đầu cuộc đời từ một tế bào. Nó nhân thành hai, rồi bốn, rồi tám, và rồi thành 200 triệu tỷ tế bào để tạo nên cơ thể trưởng thành. Và vài tế bào kia phải phân chia hàng nghìn lần. Thực tế, dù tôi đang đứng trước mọi người, trong cơ thể tôi, các tế bào đang liên tục sinh sôi để giúp tôi có thể đứng đây trước mọi người. Và mỗi lần phân chia, tất cả các ADN đều được sao chép, hay tất cả những ADN mã hóa bên trong các nhiễm sắc thể, vì chúng mang theo những chỉ thị điều khiển quá trình sống giúp tế bào làm việc hiệu quả nhất, giúp tế bào tim của tôi duy trì đập đều đặn, mà giờ nó đang đập loạn nhịp lên đây, và giúp cho những tế bào miễn dịch của tôi có thể chống lại vi khuẩn và vi rút, cũng như tế bào não của chúng ta ghi lại kí ức về nụ hôn đầu và giúp chúng ta liên tục học hỏi suốt đời.

Nhưng có một khiếm khuyết trong cách mà ADN sao chép. Nó chỉ là một trong nhiều thực tế của cuộc sống. Mỗi lần tế bào phân chia và ADN được sao chép, vài ADN ở đầu cuối bị hao mòn và ngắn lại, trong số đó có vài ADN telomere. Hãy nghĩ về nó giống như đầu bảo vệ của dây giày. Chúng giữ cho đầu dây giày, hay các nhiễm sắc thể, không bị hư hại, và khi đầu mút quá ngắn, nó bị thoái hóa, và các telomere bị mòn gửi tín hiệu đến tế bào. “ADN không còn được bảo vệ nữa.” Tín hiệu gửi đi cũng là lúc tế bào chết. Hết truyện.

Nhưng, xin lỗi, mọi chuyện không nhanh vậy đâu. Chưa thể nào hết truyện được. Bởi vì sự sống không lụi tàn trên bề mặt Trái Đất. Nên tôi tò mò: nếu sự hư tổn là không thể tránh khỏi, làm thế nào Mẹ thiên nhiên chắc rằng chúng ta có thể giữ các nhiễm sắc thể nguyên vẹn?

Mọi người còn nhớ sinh vật Tetrahymena nhỏ bé kia? Điều rất điên rồ là, tế bào Tetrahymena không già và chết đi. Các telomere của chúng không bị ngắn lại theo thời gian. Vài cái còn thậm chí dài ra. Có cái gì đó đang hoạt động, và tin tôi đi, chúng chưa bao giờ được ghi vào sách vở. Tôi nghiên cứu cùng Carol Greider, một nghiên cứu sinh đầy tài năng, tôi và Carol cùng chia sẻ giải Nobel cho công trình này – chúng tôi bắt đầu các thí nghiệm và khám phá ra rằng tế bào còn có cơ chế khác. Đó là một enzym chưa từng thấy trước đây có khả năng khôi phục, làm cho telomere dài hơn, và chúng tôi gọi nó là telomerase. Và khi chúng tôi bỏ đi telomerase của loài sinh vật váng ao, các telomere của chúng suy kiệt và chết. Nhờ có rất nhiều telomerase mà tế bào của chúng không bao giờ lão hóa.

Đó là một thông điệp đầy hi vọng và phi thường mà con người tiếp nhận từ loài sinh vật này, bởi vì nó chỉ ra rằng theo tuổi tác con người, các telomere ngày càng ngắn đi, và một cách rõ ràng, sự ngắn đi đó gây ra lão hóa. Nói chung, các telomere càng dài, bạn càng khỏe mạnh hơn. Sự ngắn đi quá mức của các telomere dẫn đến cảm giác và các dấu hiệu lão hóa. Tế bào da bắt đầu chết đi và tôi bắt đầu có các nếp nhăn, vết chân chim. Tế bào sắc tố trên tóc chết đi. Bạn bắt đầu bạc tóc. Tế bào miễn dịch chết đi. Bạn càng có nguy cơ dễ mắc bệnh hơn. Thực tế là, các nghiên cứu liên tục trong vòng 20 năm qua đã làm sáng tỏ rằng sự hao mòn telomere làm tăng nguy cơ mắc các bệnh tim mạch, Alzheimer’s, ung thư và tiểu đường, những bệnh này gây ra rất nhiều cái chết cho chúng ta.

Nên chúng ta phải suy nghĩ về vấn đề này. Chuyện gì đang xảy ra? Sự hao mòn này, làm chúng ta cảm thấy và trông già hơn. Các telomere của chúng ta đang mất đi do hao mòn càng nhanh hơn. Và những ai cảm thấy sức trẻ kéo dài hơn, hóa ra là do các telomere tồn tại lâu hơn trong quãng thời gian dài, kéo dài cảm giác tươi trẻ của chúng ta và làm giảm các nguy cơ mà hầu hết chúng ta vẫn sợ, như là việc những ngày sinh nhật trôi qua.

OK, không phải bàn cãi gì nữa. Giờ đây, nếu các telomere liên quan trực tiếp tới cách tôi cảm nhận và thực sự lão hóa, nếu các telomere của tôi có thể được hồi phục lại nhờ enzym telomerase, sau đó những gì tôi phải làm để đảo ngược những dấu hiệu lão hóa là tìm ra nơi mua được một chai telomerase hữu cơ hạng A lớn nhất có thể, phải không? Tuyệt! Và vấn đề được giải quyết.

Nhưng xin lỗi, không nhanh vậy đâu. Chà, không phải với trường hợp này. Và tại sao? Bởi gì di truyền học con người đã dạy chúng tôi rằng enzym telomerase là một con dao hai lưỡi. Đơn giản thôi, đúng là telomerase có thể làm giảm nguy cơ mắc vài loại bệnh, nhưng nó cũng gia tăng khả năng mắc vài loại ung thư khác. Nên dù là bạn có thể mua một chai telomerase cỡ lớn, và có rất nhiều trang web quảng bá về những sản phẩm mơ hồ này, bạn vẫn sẽ có nhiều nguy cơ mắc ác bệnh ung bướu. Và chúng ta không muốn vậy.

Đừng lo lắng. Bởi vì, trong khi bạn nghĩ chuyện đó thật khôi hài, khi nhiều người trong chúng ta, có thể muốn giống sinh vật váng ao đó.

Có gì đó cần chúng ta tìm hiểu trong câu chuyện về telomere và sự tồn tại của chúng. Nhưng có một thứ tôi muốn làm rõ. Nó không phải về việc kéo dài thời gian sống của con người hay trở nên bất tử. Mà về khoảng thời gian khỏe mạnh của chúng ta. Thời gian khỏe mạnh là số năm bạn sống mà không có bệnh tật, bạn thấy khỏe mạnh, thấy tràn đầy sức sống, bạn hoàn toàn thích thú tận hưởng cuộc sống. Thời gian bệnh tật, đối lập với thời gian khỏe mạnh, là khoảng thời gian trong đời, bạn cảm thấy bệnh tật, già nua và chết dần. Nên câu hỏi thực sự là, nếu tôi không thể dùng telomerase, liệu tôi có thể điều khiển độ dài của các telomere và kéo dài sự hạnh phúc, khỏe mạnh của mình mà không có các nguy cơ mắc bệnh ung bướu? Được không?

Đó là vào năm 2000. Tôi đang nghiên cứu các telomere bé xíu một cách đầy hạnh phúc trong nhiều năm trời, lúc đó nhà tâm lý Elissa Epel bước vào trong phòng thí nghiệm. Chuyên môn của Elissa là nghiên cứu tác động của những cơn stress thường xuyên đến tâm lý và sức khỏe của con người. Và khi đó, cô ấy đang đứng trong phòng, với một ánh nhìn đầy mỉa mai hướng đến lối vào một nhà xác, và —-

Cô ấy hỏi tôi một câu hỏi hóc búa. “Chuyện gì xảy ra với các telomere ở người bị stress kinh niên?” Cô ấy hỏi tôi. Bạn biết đấy, cô ấy đã từng là một điều dưỡng, một người mẹ đặc biệt của những đứa trẻ có hoàn cảnh đặc biệt, chúng bị tự kỉ, rối loạn lưỡng cực, vài cái tên nữa — một nhóm tập hợp những đứa trẻ bị căng thẳng tâm lí kéo dài và nghiêm trọng. Tôi phải nói rằng, câu hỏi của cô ấy, đã thay đổi tôi sâu sắc. Nhìn chung, lúc nào tôi cũng nghĩ về các telomere cũng như cấu trúc phân tử siêu nhỏ của chúng, và cũng như các gen điều khiển các telomere. Khi Elissa hỏi tôi về việc chăm sóc người già, Tôi chợt thấy các telomere trong một tia sáng mới. Vượt lên cả các gen và nhiễm sắc thể chính là cuộc sống thật sự của mỗi người mà chúng tôi chăm sóc. Tôi cũng là một người mẹ, và có lúc, tôi bị kẹt trong hình ảnh những người phụ nữ phải chăm sóc những đứa trẻ mắc bệnh mãn tính, rất khó để chăm sóc, thường họ sẽ không có sự giúp đỡ nào. Thông thường, những người phụ nữ như vậy, trông rất héo mòn. Vậy có khi nào các telomere của họ cũng đang héo mòn tương tự?

Những sự tò mò chúng tôi thu thập trở nên quá tải. Elissa chọn cho chúng tôi một nhóm gồm những bà mẹ như vậy, và chúng tôi tự hỏi: Chiều dài các telomere của họ bao nhiêu khi so sánh với số năm họ phải chăm sóc con cái của mình với những căn bệnh mãn tính? Bón năm trôi qua và cái ngày đó đến khi các kết quả xuất hiện, và Elissa nhìn vào biểu đồ điểm đầu tiên của chúng tôi và thở gấp, bởi vì có một quy luật trong dữ liệu, và nó có một độ dốc chính xác với những gì chúng tôi lo sợ. Nay nó đã nằm ngay trên giấy. Càng nhiều năm, thời gian càng dài, người mẹ bị mắc vào tình huống phải chăm sóc cho con, bất kể tuổi tác của họ, thì các telomere ngày càng ngắn đi. Và càng bị vướng sâu vào tình huống ấy thì bà mẹ càng stress, thì nồng độ telomerase càng thấp và các telomere càng ngắn đi.

Chúng tôi khám phá ra một thứ chưa ai biết: bạn càng bị stress kinh niên nhiều, các telomere của bạn càng ngắn, nghĩa là bạn càng gần tiến tới trở thành nạn nhân của bệnh tật và tiến gần đến cái chết. Khám phá của chúng tôi có nghĩa là các sự kiện trong đời mỗi người và cách mà chúng ta phản ứng với chúng có thể thay đổi cách bạn duy trì các telomere của mình. Nên độ dài các telomere không chỉ là vấn đề tuổi tác tính bằng năm. Câu hỏi của Elissa hỏi tôi, khi lần đầu đến phòng thí nghiệm, thật sự là câu hỏi sinh tử.

May thay, ẩn sau những dữ liệu là hy vọng. Chúng tôi chú ý thấy vài bà mẹ, dù chăm sóc chu đáo cho các con nhiều năm, nhưng vẫn duy trì được các telomere của mình. Nên việc nghiên cứu họ cho thấy họ rất dẻo dai với stress. Bằng cách nào đó họ có khả năng trải nghiệm nghịch cảnh không giống như ngày tận thế mà giống một thử thách hơn, và điều này dẫn đến sự thấu hiểu bên trong mỗi chúng ta: chúng ta kiểm soát cách chúng ta già đi từ tận sâu bên trong tế bào.

Ok, giờ thì sự tò mò của chúng tôi bắt đầu lây lan. Hàng nghìn nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nghiên cứu thêm về các telomere, và các khám phá được lan rộng. Có đến hơn 10.000 bài báo khoa học và chúng vẫn đang tăng. Vì vậy mà nhiều sinh viên nhanh chóng chấp nhận khám phá là đúng, căng thẳng kinh niên không tốt cho các telomere. Nhiều người đang tìm cách để chúng ta có thể điều khiển quá trình lão hóa tốt hơn bất cứ điều gì mà chúng ta có thể hình dung được. Một vài ví dụ sau: một nghiên cứu từ DH California, Los Angeles với những người đang chăm sóc họ hàng mắc chứng mất trí đã lâu, và nghiên cứu mức độ duy trì của các telomere ở họ và các bằng chứng cho thấy nó được cải thiện bởi một dạng bài tập trị liệu kéo dài 12 phút mỗi ngày trong hai tháng. Vấn đề là ở thái độ. Nếu bạn thường xuyên là một người tiêu cực, bạn sẽ nhìn tình huống căng thẳng như một nguy cơ đe dọa, nghĩa là nếu sếp bạn muốn gặp bạn, bạn thường tự nghĩ là: “Mình sắp bị sa thải rồi.” Mạch máu của bạn co lại và nồng độ hooc-môn stress cortisol tăng cao, sau đó nó duy trì ở mức như vậy. Và qua thời gian, với mức độ cao crotisol một cách liên tục như thế sẽ làm suy giảm các telomere. Không tốt cho các telomere của bạn.

Mặt khác, nếu bạn nhìn các vấn đề căng thẳng giống như một thử thách cần giải quyết, máu sẽ được đưa tới não và tim của bạn, và bạn trải qua một cú kích thích mạnh của cortisol nhưng rất ngắn. Và nhờ thái độ “Chiến thôi!” thường xuyên, các telomere của bạn sẽ ổn thôi. Vậy nên… Tất cả điều đó muốn nói gì với chúng ta? Các telomere của bạn sẽ ổn. Bạn thật sự có sức mạnh thay đổi những gì sẽ xảy ra cho các telomere của bạn.

Nhưng sự hiếu kì của chúng tôi còn nhiệt huyết hơn thế, bởi vì chúng tôi bắt đầu tự hỏi, còn những yếu tố bên trong thì sao? Liệu chúng có thể tác động đến sự duy trì của các telomere? Bạn biết đấy, con người chúng ta là tổ chức xã hội phức tạp. Liệu có khả năng các telomere cũng có tính xã hội không? Và nghiên cứu bắt đầu. Từ sớm khi còn trẻ con, sự hờ hững tình cảm, thiên hướng bạo lực, bị bắt nạt hay phân biệt đối xử đều có tác động đến các telomere trong quãng thời gian dài. Bạn có thể tưởng tượng được tác động lên trẻ em khi sống trong vùng chiến không? Người mà không tin tưởng hàng xóm và cảm thấy không an toàn khi sống trong vùng của mình thường có các telomere ngắn hơn, Nên địa chỉ nhà cũng tác động lên các telomere. Bên cạnh đó, một mối quan hệ khăng khít, hôn nhân dài lâu, và tình bạn lâu đời, có thể cải thiện các telomere.

Vậy những điều này đang nói với chúng ta điều gì? Nó muốn nói rằng chúng ta có thể tác động lên các telomere của mình, cũng như có sức mạnh tác động lên telomre của người khác. Khoa học về telomere cho ta biết cách kết nối mọi người.

Nhưng tôi vẫn hiếu kỳ. Tôi tự hỏi, ta có thể để lại gì cho những thế hệ sau? Liệu chúng ta sẽ tin vào những thế hệ kế tiếp, những người cũng đang chăm chú xem kính hiển vi một nhóm sinh vật nhỏ, một ít sinh vật váng ao, có đang tò mò một câu hỏi mà ngày nay chúng ta còn chưa nghĩ tới? Nó là một câu hỏi có thể tác động cả thế giới. Và có lẽ, chỉ là có lẽ, bạn cũng tò mò về chính bản thân mình. GIờ bạn biết cách bảo vệ các telomere của mình, bạn có tò mò chúng ta sẽ làm gì với những thập kỉ của sức khỏe dồi dào sắp tới? Và giờ bạn biết bạn có thể tác động đến các telomere của người khác, bạn có tò mò chúng ta tạo ra những khác biệt thế nào? Và giờ bạn biết sự tò mò của bạn có thể thay đổi cả thế giới, làm sao bạn chắc rằng thế giới có trao sự hiếu kỳ cho các thế hệ mai sau hay không? Cảm ơn.

Để lại bình luận của bạn

avatar