Tìm ra bí quyết của loài vật sống dai đến mức "không làm thế nào cho chết đi được"

Dù có kích thước tí hon, song loài sinh vật này vẫn có khả năng sống sót ngay cả khi Trái Đất bị phá hủy hay Mặt Trời chết đi.

Bọ gấu nước cho đến nay vẫn được coi là loài vật sống dai nhất hành tinh (Ảnh: GETTY)

“Nhỏ nhưng có võ” là những gì chính xác nhất để mô tả về bọ gấu nước, loài vật có khả năng sinh tồn vô địch trong những điều kiện môi trường khắc nghiệt nhất.

Khi gặp khó khăn, về cơ bản bọ gấu nước chỉ cần “đóng băng” cơ thể là có thể sống sót tới hàng thế kỷ. Thậm chí, ngay cả môi trường chân không lạnh giá cũng chẳng thể làm chúng nao núng.

Và khi chúng ta vẫn đang tranh cãi về vấn đề này dưới Trái Đất, thì loài vật dài chưa đến 1 mm tiếp tục gây sửng sốt khi trở thành những "cư dân" đầu tiên của Mặt trăng, trước cả loài người.

Tất cả những siêu năng lực này đến từ đâu vốn là thứ khiến giới khoa học đau đầu. Nhưng mới đây các nhà nghiên cứu cho biết họ đã giải mã được một phần bí ẩn từ loài sinh vật kỳ lạ trên.

Một nghiên cứu vào năm 2016 đã phát hiện tế bào protein duy nhất chỉ có ở loài gấu nước, được gọi là Dsup, có thể gây ức chế các tổn thương gây ra bởi tia X đối với DNA trong cơ thể chúng lên tới 40%.

"Chúng tôi thực sự sửng sốt khi phát hiện rằng chỉ cần một bộ gene duy nhất là đủ để tăng cường khả năng chịu đựng bức xạ đối với các tế bào của sinh vật này," giáo sư Takuma Hashimoto từ Đại học Tokyo, một trong những tác giả nghiên cứu trên, cho biết vào thời điểm đó.

Tất nhiên, mức độ chịu bức xạ như vậy thực sự rất ấn tượng, nhưng nó hoạt động như thế nào? Câu trả lời cho đến nay mới được giải đáp nhờ những phát hiện mới của các nhà khoa học tại Đại học California, San Diego, những người đã phân tích Dsup để xác định chức năng phân tử của nó.

Tế bào Dsup trong cơ thể bọ gấu nước có khả năng kháng cả bức xạ của tia X gây ra với cơ thể của chúng (Ảnh: National Park Service)

"Mãi đến giờ chúng tôi mới có một lời giải thích về cách Dsup bảo vệ các tế bào khỏi sự chiếu xạ từ tia X", giáo sư vi sinh James Kadonaga cho biết, "Chúng tôi nhận thấy rằng cấu tạo của Dsup có hai phần, một phần liên kết với chất chromatin cho việc hình thành và củng cố DNA, và phần còn lại tạo thành một lớp bảo vệ DNA khỏi các gốc tự do hydroxyl."

Các gốc tự do hydroxyl là những phân tử được tạo ra trong các tế bào bằng việc ion hóa bức xạ. Bọ gấu nước thường tiếp xúc với các phân tử này khi môi trường ẩm ướt mà chúng sinh sống trở nên khô ráo. Điều này sẽ kích hoạt trạng thái sinh tồn vốn ít khi hoạt động của chúng, được gọi là anhydrobiosis.

Theo các nhà nghiên cứu, sự hình thành các tế bào Dsup giúp bảo vệ bọ gấu nước khỏi sự phá hủy DNA bởi các gốc tự do hydroxyl có thể không phải là một dạng thích ứng để chống lại các tia phóng xạ, mà chỉ đơn giản là một sự tiến hóa để bảo vệ chúng khỏi các gốc tự do hydroxyl được tạo ra trong môi trường khô ráo.

Nếu đúng, điều này sẽ chứng thực những gì các nhà khoa học từng thực hiện nghiên cứu năm 2016 suy đoán.

"Khả năng chịu được tác động của tia X được cho là tác dụng phụ từ sự thích nghi của sinh vật này đối với tình trạng mất nước nghiêm trọng", giáo sư Takekazu Kunieda cho biết vào thời điểm đó.

Bất luận việc cơ chế Dsup tiến hóa như thế nào, các nhà khoa học cho biết một ngày nào đó chúng ta cũng thể tận dụng khả năng phi thường này của bọ gấu nước cho chính mình.

"Về lý thuyết, dường như các phiên bản tối ưu của Dsup được thiết kế để có thể bảo vệ DNA ở nhiều loại tế bào khác nhau," giáo sư Kadonaga cho biết, "Do đó, Dsup có thể được dùng trong một loạt ứng dụng như các liệu pháp chữa trị dựa trên tế bào, và các thiết bị chẩn đoán làm tăng khả năng sống sót của tế bào con người."