Gen chuột giống gen người?

Sự giống nhau kỳ lạ

Người và chuột đều có khoảng 30.000 gen, hơn 90% các gen ở người cũng tìm thấy ở chuột. Tế bào người có 23 cặp, tế bào chuột nhắt có 20 cặp, chuột cống có 21 cặp nhiễm sắc thể (chroomsomes). Những mảng AND ở nhiễm sắc thể (NST) số 3 và số 16 của chuột lại lần lượt tìm thấy trong NST số 1-3-4-8-13 và số 3-16-21-22 của người. Phát hiện này cho biết người và chuột có cùng khởi nguồn chung là Eomaia Scansoria, một loài vật cổ xưa nhất, được xem là đại diện cho dòng Eutheria, tổ tiên của loài động vật có vú và nhau. 75 triệu năm trước đây, loài vật này mới tách thành hai chi: chuột và người.

Sự giống nhau giữa gen người và chuột, chuột giúp ta hồi cứu, hiểu rõ hơn những thí nghiệm đã làm với chuột trong quá khứ, cho phép ta khoa học hóa, hiện đại hóa những thí nghiệm với chuột trong tương lai.

Chuột hiến thân cho khoa học?

Ở châu Âu, năm 1614, Robert Hook dùng chuột nghiên cứu ôxi trong cơ thể sống. Năm 1802, GS. Ernest Castle đưa các dòng chuột nuôi vào thí nghiệm tại Trường đại học Harvard, rồi vào Trường đại học Pensylvania. Chẳng bao lâu sau, học trò của ông, Clarence Cook Litle tạo ra các giống chuột lai thuần chủng. Những giống chuột đó, kể cả những giống đầu tiên (như các giống CBA, C3H, C57BL/6BALB/c DBA), ngày nay vẫn còn dùng trong phòng thí nghiệm. Năm 1929, chính Litle tạo ra phòng thí nghiệm Jackson , nay vẫn là nơi cung cấp chuột thuần chủng lớn nhất thế giới. Có giả thiết cho rằng chuột đã được đưa vào thí nghiệm y sinh ngay từ sau Công nguyên.

Hiện nay, theo tổng kết chưa đầy đủ, mỗi năm có khoảng 17-25 triệu con vật được dùng vào việc nghiên cứu y sinh. Trong đó, chuột nhà (mouse) và chuột hoang dại (rat) chiếm tới 95%. Chuột được chọn trong thí nghiệm nghiên cứu y sinh do giá rẻ, dễ nuôi, kích thước nhỏ, sinh sản nhanh, vòng đời ngắn (2-3 năm).

Có cách nào thay thế chuột?

Trong cơ thể sống, mỗi cơ phận tồn tại hoạt động rất phức tạp, theo cơ chế chỉ huy nhiều tầng, trong mối quan hệ chằng chịt. Chẳng hạn: hệ thống tuần hoàn vừa chịu sự chi phối của hệ thần kinh giao cảm, vừa chịu sự chi phối của hệ thần kinh trung ương, vừa bị sự điều tiết của các hormon, enzym, chất trung gian hóa học. Không thể nào nghiên cứu sinh lý thường, sinh lý bệnh của hệ thống này ngoài cơ thể sống.

Trong nghiên cứu bằng mô hình động vật thì chuột được ưu tiên lựa chọn. Ngoài những ưu điểm trên, chuột có một ưu điểm hết sức quý giá là có đặc điểm sinh lý và di truyền rất giống người. Những thành tựu về gen học cho phép dùng chuột một cách khoa học hơn, hiện đại hơn và giá trị của chuột do thế cũng được nâng lên.

Dùng kỹ thuật gen, có thể cấy vào chuột một gen ngoại lai, gây đột biến gen (target mutation), làm bất hoạt hoặc tách khỏi chuột một gen hay đoạn gen nào đó (knockout mouse) hoặc cao hơn nữa, cấy vào chuột các gen mang bệnh lý của người (humanized). Đó là những loại chuột chuyển gen (transgenic mouse). Sau đó, cho chúng sinh sản, tạo ra các thế hệ chuột chuyển gen thuần chủng. Dựa vào mô hình bệnh lý được tạo ra trong chuột chuyển gen, thử các phương pháp trị liệu về bệnh đó.

Tương tự, tạo ra giống chuột chuyển gen mang bệnh ung thư, chẳng hạn như bệnh ung thư do thiếu khả năng sản xuất chất protein vòng D1. Từ đó, dùng phương pháp trị liệu tác động vào chất protein vòng D1, sẽ tạo ra giống chuột kháng ung thư do thiếu chất này. Cách nghiên cứu này sẽ tìm ra các thuốc chữa loại bệnh ung thư do thiếu protein vòng D1 như ung thư vú. Theo cách tương tự, có thể tìm ra các thuốc chữa ung thư do các nguyên nhân khác.

Bằng cách nghiên cứu bệnh lão suy trên chuột chuyển gen, người ta sớm chứng minh được rằng: dùng một chế độ ăn có hạn chế năng lượng hợp lý sẽ kéo dài được cuộc sống của chuột tới 30%. Với các bệnh có tính hay nghi có tính di truyền, thì với cách dùng chuột chuyển gen tương tự, cũng sẽ sớm trả lời được các câu hỏi: bệnh có di truyền không, di truyền qua bao nhiêu thế hệ, tỷ lệ di truyền là bao nhiêu?

Dùng chuột chuyển gen là một cuộc cách mạng trong công nghệ sinh học và trong nghiên cứu y sinh. Để đưa cuộc cách mạng này vào bất cứ một cơ sở nghiên cứu nào phải trả một giá không nhỏ cho chuột. Một con chuột chuyển gen được tạo ra với bệnh viêm khớp giá 200 USD, với bệnh mù bẩm sinh 250 USD. Một con chuột tạo gen đột biến hay tách gen ban đầu theo ý muốn phải mất 100.000 USD. Không khó hiểu khi trong năm 2006, Viện Y tế quốc gia Mỹ (NIH) đã phải chi 10 triệu USD để mua 250 giống chuột thuần chủng đã được tách gen cùng với các dữ liệu chi tiết về sinh lý của chúng.

Thay cho lời kết

Sự giống nhau giữa gen người và chuột làm cho chuột có vai trò trong nghiên cứu y sinh. Cấu trúc bộ gen là quan trọng, nhưng hoạt tính, tương tác và điều khiển gen còn quan trọng hơn. Vì thế chuột vẫn là chuột, người vẫn là người, không thể hoàn toàn đồng nhất. Những thí nghiệm trên chuột là cần thiết nhưng chỉ có ý nghĩa mở đầu, định hướng. Sau đó, phải cẩn trọng lặp lại thử nghiệm lâm sàng trên người mới có thể đưa vào áp dụng, phải nghiên cứu hậu mại mới đánh giá được phương cách trị liệu đó có giá trị thực sự không? Những bằng chứng thu được về sau mới là bằng chứng y học có giá trị cao nhất.