Bao giờ chúng ta đọc được bản đồ gen của người Neanderthal?

Tại châu Âu, người Cro Magnon đã từng chung sống với người Neanderthal trong 10.000 năm và sự kiện đó chấm dứt cách đây khoảng 28.000 năm. Trong thời gian đó, chắc chắn người Cro Magnon đã chiến đấu, trò chuyện, thậm chí có quan hệ gần gũi với người Neanderthal. Những bức vẽ trên vách hang cổ xưa nhất và đẹp nhất cũng xuất hiện trong thời kỳ này, khi “sự kiện chung sống” còn đang diễn ra. Những bức vẽ giới thiệu nhiều loài động vật đã tuyệt chủng nhưng không có bất kỳ hình vẽ người Neanderthal nào. Việc thiếu vắng hình vẽ người Neanderthal có thể cho thấy người Neanderthal không bị người Cro Magnon săn bắt.

Lịch sử của tổ tiên chúng ta

Năm 1990 khi chương trình “đọc” gen được khởi động, nhiều người nghi ngờ về thành công của nó. Điều này là có cơ sở vì rằng vào năm 1965 chi phí để đọc một “chữ cái” trong chuỗi DNA là 1000 bảng Anh. Trong gen của chúng ta có hơn 3 tỷ “chữ cái” như thế! Tuy nhiên, tiến bộ khoa học đã góp phần giảm chi phí rất nhiều – Vào năm 1975, đọc một “chữ cái DNA” phải mất 10 bảng, nhưng vào năm 2000 chỉ mất 0,1 bảng mà thôi.

Đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy và tự động hoá chuỗi DNA là một phát kiến kỹ thuật tên là phản ứng polime dây chuyền (PCR). Kỹ thuật này cho phép nhân bản đoạn gen nhỏ thành hàng triệu bản. Nhờ vậy, người ta có thể đọc được toàn bộ bản đồ gen của nhiều loài vật, trong đó có tinh tinh và chó.

Tất cả những gì chúng ta đã biết, cho phép bổ sung kiến thức mới cho hầu như tất cả mọi ngành học về tiến hoá con người. Chúng ta biết khi nào và ở đâu xuất hiện những người đầu tiên, khi nào họ rời bỏ châu Phi, thậm chí biết ai và khi nào phát minh ra nghề trồng trọt… Tất cả những điều đó được ghi vào gen của chúng ta – những người đang sống trong thế giới hiện đại ngày nay.

Chúng ta chỉ còn chưa biết được mật mã gen của tổ tiên trực tiếp của chúng ta – những người sống cách đây khoảng 7 triệu năm. Vấn đề là ở chỗ, không một loài nào còn sống cho đến ngày nay (mặc dù về mặt lý thuyết thì có thể – cách đây 30.000 năm còn tồn tại ít nhất là 3 giống người, đó là homo sapiens, Neanderthal và người tí hon trên đảo Flores). Điều hiển nhiên là mỗi giống người khi bị diệt vong đã mang theo bí mật gen của mình. Ngoài những trường hợp rất hiếm gặp ở các xác ướp tự nhiên (chẳng hạn, xác ướp Otzi nổi tiếng từ vùng Alpes băng giá), những phần mềm tế bào của tổ tiên chúng ta không còn được bảo tồn.

Sự nhạy cảm quá mức

Tuy nhiên, xương và răng của tổ tiên chúng ta vẫn còn được bảo tồn. Bên cạnh các khoáng chất vô cơ, chúng còn chứa cả những tế bào hữu cơ. Trong các hang động tối tăm, nơi không có ôxi, trong điều kiện nhiệt độ thấp, DNA trong những tế bào đó hầu như bị cô lập khỏi ảnh hưởng của thế giới bên ngoài (đặc biệt là cô lập khỏi ảnh hưởng của vi khuẩn và nấm mốc). Tuy nhiên, DNA được cô lập như vậy cũng bị phân huỷ theo thời gian, mặc dù quá trình này diễn ra rất chậm, thậm chí sau vài chục ngàn năm vẫn còn những phân đoạn DNA mà nếu dùng phương pháp PCR thì vẫn có thể nhân bản và giải mã được.

Đáng tiếc là tính quá nhạy cảm của phương pháp PCR có thể chống lại chúng ta. Máy móc có thể ghi lại tất cả những đoạn mã không liên quan gì đến đối tượng được nghiên cứu, chẳng hạn như DNA của các bào tử nấm lơ lửng trong không khí, hay DNA từ sợi tóc rụng của nhân viên phòng thí nghiệm… Cuối cùng là DNA từ vi khuẩn trước đây từng sống trong tế bào tổ tiên chúng ta. Số lượng thông tin dư thừa này trong thực tế đã ngăn cản việc giải mã gen trong nhân tế bào. Chúng ta chỉ có thể đọc được cái gọi là gen mitochondrial (mt DNA). Ngay từ năm 1997, chúng ta đã biết được phân đoạn mt DNA đầu tiên của người Neanderthal. Người tiến hành giải mã đoạn gen đó tên là Svante Paabo thuộc Viện nhân chủng học và tiến hoá Max Planck.

Mới đây, tính quá nhạy cảm của phương pháp PCR và vấn đề nhiễm bẩn DNA trong xương và răng người tiền sử đã được hãng 454 Life Science (Connecticut – Mỹ) giải quyết. Hãng đã tìm ra cách phân biệt chuỗi gen của người Neanderthal với những tạp chất khác.

Kết quả hợp tác của Paabo với hãng 454 Life Science thật khả quan. Vào tháng 5 vừa rồi, tại hội thảo ở phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor (New York), Paabo thông báo rằng ông đã biết được 1 triệu cặp “chữ cái” nguyên bản đầu tiên của người Neanderthal. Mặc dù đây là số lượng không lớn (chỉ chiếm khoảng 0,03% của chuỗi) nhưng người ta vẫn hy vọng trong đó có những phân đoạn của 23 nhiễm sắc thể. Paabo cho rằng những giai đoạn nghiên cứu tiếp theo sẽ được thúc đẩy nhanh hơn. Đó cũng sẽ là sự khởi đầu của con đường mới trong khoa học: con đường tái sinh những loài đã bị diệt vong.

Nguồn: Nauka, gdtd.com.vn, số 93, 05/08/2006