Cấy DNA của gấu nước cho các phi hành gia sẽ giúp họ sống được trên Sao Hỏa?
Con người nhất định phải tiến hóa, vấn đề chỉ là khi nào và bằng cách nào mà thôi.
Tardigrades, hay gấu nước, là một loài sinh vật bé nhỏ đã tồn tại trên Trái Đất từ khoảng 530 triệu năm trước. Chúng sống trước cả thời kỳ khủng long và được mệnh danh là động vật bất tử.
Một con gấu nước có thể chịu được dải nhiệt từ -45 cho tới 357 độ C. Nó cũng có thể sống sót dưới 5.700 Gray phóng xạ. Trong so sánh, 10-20 Gray đã đủ để giết chết con người và hầu hết các loài sinh vật khác.
Gấu nước đã từng được tìm thấy sống sót ngoài không gian vũ trụ. Và một ý tưởng lóe lên trong đầu, các nhà khoa học tự hỏi sẽ ra sao nếu chúng ta cấy DNA của gấu nước vào cơ thể mình? Liệu con người có thể làm điều đó để tồn tại ngoài không gian vũ trụ hay trên các hành tinh khác như Sao Hỏa hay không?
Con người có thể cấy gen của gấu nước đế sống sót trên Sao Hỏa?
Giảm thiểu tác hại của không gian vũ trụ tới cơ thể người
Ý tưởng thuộc về Chris Mason, một nhà di truyền học đồng thời là phó giáo sư sinh lý học tại Đại học Weill Cornell ở New York. Trong phần lớn sự nghiệp của mình, Mason đã dành thời gian nghiên cứu các tác động di truyền học của không gian vũ trụ tới con người, nhằm giúp chúng ta vượt qua được các thách thức phải đối mặt khi chinh phục Hệ Mặt Trời.
Một trong những cách kỳ lạ nhất mà chúng ta có thể bảo vệ chính mình trong các nhiệm vụ Sao Hỏa có thể liên quan đến DNA của gấu nước, Mason nói. Chúng là những động vật siêu nhỏ có thể sống sót trong những điều kiện khắc nghiệt nhất, thậm chí là chân không vũ trụ.
Mason chính là nhà khoa học lãnh đạo một trong 10 nhóm nghiên cứu ở NASA, tìm hiểu về tác động của cuộc sống ngoài không gian đến hai phi hành gia sinh đôi Mark và Scott Kelly.
Sau chuyến hành trình lên trạm vũ trụ quốc tế ISS vào năm 2015, Scott Kelly đã dành gần một năm trên quỹ đạo, trong khi người anh trai sinh đôi Mark Kelly, ở lại Trái Đất.
Bằng cách so sánh quá trình hai anh em nhà Kelly phản ứng sinh học với các môi trường khác nhau, các nhà khoa học đã thu được hàng loạt dữ liệu đánh giá tác động di truyền của các chuyến bay vũ trụ và cách chúng ảnh hưởng đến cơ thể con người.
Một phần kết quả vừa được Mason trình bày tại Hội nghị Di truyền học Con người tại thành phố New York, Mỹ. Các nhà nghiên cứu hy vọng công việc của họ sẽ giúp xây dựng các chiến lược mới để hỗ trợ sức khỏe của phi hành gia trong tương lai, khi họ phải thực hiện các sứ mệnh không gian dài ngày.
Chris Mason trình bày nghiên cứu tại Hội nghị Di truyền học Con người.
Ngoài Mark và Scott Kelly, các nhà nghiên cứu cũng đang xem xét kết quả từ 7 báo cáo khoa học khác cũng có sự tham gia của các cặp song sinh. Tuy nhiên, tất cả đều hi vọng họ sẽ có thêm nhiều mẫu nghiên cứu hơn nữa.
"Chúng tôi muốn thực hiện một số nghiên cứu tương tự, nghiên cứu theo dõi dọc, trong đó một số người sẽ ở trên Trái Đất, và số khác sống ngoài không gian", Mason nói.
Các nghiên cứu hiện nay đang tập trung vào hướng tìm kiếm các biểu hiện gen xảy ra trong các giai đoạn cụ thể của nhiệm vụ không gian, bao gồm quá trình tàu vũ trụ bị đốt nóng trong bầu khí quyển khi trở lại Trái Đất. Những kết quả này có thể giúp giảm thiểu những nguy hiểm mà phi hành gia gặp phải.
Chẳng hạn, nếu các nghiên cứu tiếp theo xác nhận rằng việc hạ cánh trở lại Trái Đất có hại cho cơ thể con người, các nhà khoa học có thể tìm cách ngăn chặn những tác động bất lợi đó, bằng một loại thuốc.
Chỉnh sửa gen các phi hành gia với DNA của gấu nước
Trong khi Mason lưu ý các phi hành gia trong tương lai có thể được kê đơn thuốc để giúp giảm thiểu những ảnh hưởng mà họ phải chịu đựng, một hướng nghiên cứu khác đang nhắm đến việc chỉnh sửa gen con người để giúp chúng ta có khả năng di chuyển xa hơn vào không gian, và thậm chí đến sống trên các hành tinh như Sao Hỏa.
Với mục tiêu đó, một trong những mối quan tâm sức khỏe chính mà chúng ta gặp phải là phơi nhiễm phóng xạ. Bây giờ, nếu các nhà khoa học có thể tìm ra cách làm cho các tế bào của con người trở nên dẻo dai hơn trước tác động của phóng xạ, các phi hành gia có thể sẽ giữ được sức khỏe trong các nhiệm vụ không gian dài ngày.
Con người nên chỉnh sửa gen trước khi lên Sao Hỏa, hay để lên Sao Hỏa rồi mới đột biến gen tự nhiên?
Về mặt lý thuyết, loại công nghệ này cũng có thể được sử dụng để làm giảm tác dụng phụ của xạ trị đối với các bệnh nhân ung thư sống dưới Trái Đất, Mason lưu ý.
Nhưng cụ thể, ý tưởng ở đây là gì? Làm sao để xào nấu lại bộ gen của con người, giúp chúng ta thích nghi được với các điều kiện khắc nghiệt ngoài không gian vũ trụ? Có nhiều cách tiếp cận tiềm năng.
Một trong số đó là thứ mà các nhà khoa học đang nhắm tới, thay đổi gen các phi hành gia trong tương lai bằng kỹ thuật biểu sinh. Về cơ bản, nó có nghĩa là họ sẽ "bật hoặc tắt" biểu hiện của một số gen cụ thể, Mason giải thích
Ngoài ra có một ý tưởng thậm chí còn kỳ lạ hơn, các nhà nghiên cứu này đang khám phá cách kết hợp DNA của các loài khác, cụ thể là gấu nước, với các tế bào người để giúp chúng chống lại được các tác động có hại từ không gian, chẳng hạn như bức xạ.
Ý tưởng này đã được các nhà khoa học trình bày trong một nghiên cứu năm 2016, sau khi họ phát hiện ra một protein được đặt tên là Dsup trên gấu nước. Protein này đã giúp cho những con gấu nước chống chịu được dưới môi trường bức xạ cao.
Bằng một thí nghiệm kết hợp biểu hiệu protein Dsup trên tế bào người, các nhà khoa học đã chứng minh các tế bào được biến đổi có khả năng chống lại hơn 50% thiệt hại mà tia X có thể tạo ra so với các tế bào thường khác, đồng thời chúng vẫn giữ được khả năng sinh sản.
Mason nói rằng kết quả nghiên cứu này có thể được ứng dụng trên một con người hoàn chỉnh. Theo đó, ông nói việc chỉnh sửa gen nhắm đến mục đích du hành vũ trụ có thể mô phỏng lại một phần của những thay đổi sinh lý tự nhiên đối với con người, trong kịch bản chúng ta tiến hóa để sống được trên Sao Hỏa.
Nếu chúng ta không chỉnh sửa gen mà đưa những nhà du hành lên Sao Hỏa một vài năm, cơ thể họ cũng tự tiến hóa để thích nghi với môi trường sống đó. Vì vậy, sự tiến hóa của con người là điều tất yếu sẽ xảy ra, "không phải là chuyện nếu, mà chỉ là khi nào thì chúng ta tiến hóa", Mason nói.
Tuy nhiên, bất kỳ ý tưởng can thiệp vào bộ gen con người nào ngày nay cũng vấp phải những tranh cãi về mặt đạo đức. Mason nói rằng lĩnh vực này nên được tiếp cận một cách thận trọng và có trách nhiệm.
"Chỉnh sửa gen người có thể phù hợp với đạo đức nếu điều đó khiến con người có thêm khả năng sinh sống trên Sao Hỏa một cách an toàn, mà không can thiệp vào khả năng sống của họ trên Trái Đất", Mason nói.
Nhưng ông cũng nhấn mạnh rằng chúng ta có thể phải mất nhiều thập kỷ nghiên cứu nữa, trước khi áp dụng được những công nghệ này trên người. "Tôi không có bất kỳ kế hoạch nào về việc tạo ra các phi hành gia chỉnh sửa gen trong một đến hai thập kỷ tới", Mason nói.
"Nếu chúng ta có thêm 20 năm khám phá cơ bản để lập bản đồ gen một cách thuần túy, sau đó là xác nhận chức năng của những gen chúng ta nghĩ rằng chúng ta đã biết, 20 năm nữa có thể là khoảng thời gian tôi hy vọng chúng ta có thể tiến đến một giai đoạn, mà ở đó có thể nói rằng việc chỉnh sửa gen để giúp con người có thể sống sót tốt hơn trên Sao Hỏa là khả thi".
