Trong tương lai gần, mỗi người được sinh ra sẽ có tới 2 người mẹ

Người mẹ ty thể này cung cấp cho đứa trẻ ADN ty thể. Chúng là những cấu trúc rất nhỏ, xuất hiện ở hầu hết các tế bào, giúp giải phóng các năng lượng có thể sử dụng từ thức ăn và khí oxy. Những người có ty thể bị khiếm khuyết thường phải chịu đựng những trận ốm gây suy nhược cơ thể và thường tử vong khi còn trẻ bởi các mô cơ thể của họ luôn thiếu năng lượng để làm việc.

Các căn bệnh về ty thể có tính di truyền và hiện tại vẫn chưa thể cứu chữa. Việc hiến tặng ty thể được lập nên nhằm phòng ngừa các bênh này bằng cách thay thế những ty thể khiếm khuyết bằng những ty thể khỏe mạnh hơn.

Tuy vậy ty thể hiện nay, hoặc đã từng là những thứ mang đặc tính riêng biệt. Chúng là đời con cháu của những vi khuẩn tổ tiên đã từng sống một cách tự do, nhưng sau đó đi vào mối quan hệ cộng sinh với những tế bào khác.

Chúng sở hữu một bộ gien siêu nhỏ riêng, được tách ra từ bộ gien chính ở nhân tế bào chủ. Một em bé được sinh ra thông qua việc hiến tặng ty thể do đó sẽ thừa hưởng hạt nhân DNA của người mẹ, hạt nhân DNA của người cha và cả sự giúp đỡ từ DNA ty thể của người mẹ đã hiến tặng.

Những ảnh hưởng của sự kết hợp này khá vô hại và chắc chắn sẽ tốt hơn việc thừa hưởng những ty thể vô giá trị. Tuy vậy, một điều gây ngạc nhiên cho hầu hết mọi người là, một bài báo ở mục “Thế giới tự nhiên” được viết bởi José Antonio Enríquez của trung tâm Carlos III cho nghiên cứu về tim mạch, tại thành phố Madrid, gợi ý rằng sự kết hợp kể trên có thể còn trên cả lành tính. Việc cấy ghép các ty thể, dù bất kể bệnh tật nào đã từng xuất hiện ở đó, cũng có thể mang lại lợi ích.

Tiến sĩ Enríquez và các đồng nghiệp đã làm việc với những nhân vật khỏe mạnh nhất về mặt khoa học, đó là chuột. Có rất nhiều dòng giống chuột sẵn có ở phòng thí nghiệm, và cả nhóm đã bắt đầu với hai con chuột có ty thể được đưa ra qua phân tích DNA để chỉ có những sự khác biệt rất nhỏ nhưng mang tính tiên quyết – chúng gần như hoàn toàn giống nhau, Tiến sĩ Enríquez đã cho rằng, là những cá thể ở giữa ty thể của người châu Phi hiện đại và người Á Âu, những người có tổ tiên này để đã rời châu Phi từ khoảng 60,000 năm về trước.

Nhóm nghiên cứu sau đó đã sao chép lại các bước để cấy ghép ty thể con người bằng cách bỏ đi các nhân tế bào được thụ tinh từ trứng của một đời chuột, bỏ lại các ty thể của đời chuột đó và cấy ghép chúng vào các trứng không có nhân của đời chuột thứ hai, nơi vẫn lưu giữ các ty thể. Một nhóm của đời chuột thứ nhất vẫn được giữ ở trạng thái ban đầu và được nằm trong tầm kiểm soát. Các nhà nghiên cứu đã nuôi lớn những con chuột này và để mắt đến cách chúng phát triển.

Trong khi các con vật còn nhỏ, có rất ít sự khác biệt rõ ràng giữa những cá thể bị thay đổi và được giữ nguyên. Nhưng khi chúng đến tuổi trung niên, thường là sinh nhật đầu tiên, những sự khác biệt dần được biểu hiện. Những con chuột bị thay đổi đã giảm cân nặng, mặc dù chúng có chế độ ăn giống nhau.

Lượng insulin trong máu của chúng biến đổi sau khi tăng lên, cho thấy rằng chúng đang kháng cự lại với bệnh đái tháo đường. Các cơ của chúng cũng bị suy giảm đi ít hơn cùng với độ tuổi. Và đầu mút bảo vệ khúc cuối của nhiễm sắc thể bị rút ngắn đi đã báo hiệu sự kéo dài về tuổi tác.

Không phải tất cả những sự thay đổi này đều có lợi. Những con chuột còn nhỏ và được giữ ở trạng thái ban đầu có lượng gốc tự do - các chất hóa học phản ứng cao (và do vậy mang tính hủy hoại) được sản xuất bởi ty thể - thấp hơn những con chuột bị biến đổi, mặc dù sự khác biệt này đã đảo ngược sau khi con vật ở vào 30 tuần tuổi. Tuy vậy kết quả cuối cùng của những sự thay đổi đa dạng này là những con chuột được biến đổi thì sống lâu hơn. Độ tuổi trung bình của chúng khi chết cao hơn gần 5 lần so với những anh chị em không bị biến đổi.

Với vai trò trao đổi chất cơ bản của ty thể như vậy, chúng ta có thể hiểu được việc thay thế một bộ này với một bộ khác, một bộ có liên hệ xa hơn có thể tạo nên những sự thay đổi sâu rộng. Ngạc nhiên là những sự thay đổi này dường như khá tích cực. Hầu hết các nhà sinh học sẽ dự đoán điều ngược lại, nếu giả sử rằng hạt nhân và ty thể DNA sẽ tiến hóa cùng nhau để tương tác một cách tối ưu, do vậy việc kết hợp những phiên bản mà không tiến hóa cùng nhau sẽ trở nên có hại.

Mặc dù cũng chưa chắc chắn về điều đã làm nên phát hiện này, Tiến sĩ Enríquez đã đề xuất ra một khái niệm là hormesis để đưa ra lời giải thích. Đó là sự quan sát cho thấy rằng, chỉ một lượng nhỏ những điều bất lợi đôi khi cũng giúp ích cho một con vật, bằng việc kích hoạt các cơ chế sửa chữa tế bào để có thể loại bỏ những tổn hại mà nếu không làm vậy, chắc chắn sẽ không thể cứu chữa. Chi phí hóa sinh bỏ ra của việc sao chép với các ty thể không thích hợp, do vậy có thể làm trung hòa quá trình chuyển hóa ở động vật để giúp chúng cải thiện sức khỏe.

Đó quả là một ý tưởng hấp dẫn. Và những người muốn điều chỉnh luật pháp, ở nước Anh và những nơi khác nữa, sẽ kiểm nghiệm kết quả của Tiến sĩ Enríquez với một sự hứng thú. Nhưng sẽ thật bất cẩn nếu giả định rằng một điều tương tự sẽ xảy ra ở con người. Sau tất cả, loài người sống lâu hơn rất nhiều so với chuột.

Và Doug Turnbull của đại học Newcastle, một trong những người đi tiên phong về hiến tặng ty thể ở Anh, chỉ ra rằng cả hai đời chuột được sử dụng trong nghiên cứu đều được lai gần – hơn rất nhiều so với con người. Một bài học tốt hơn để đưa ra kết luận, cho đến khi rất nhiều thí nghiệm khác được thực hiện, là một sự không thích hợp giữa cha mẹ và người hiến tặng ty thể có thể thực sự gây nên những kết quả sinh lý có ảnh hưởng sâu sắc.

Do vậy trong thời điểm hiện tại, Tiến sĩ Turnbull đã tranh luận rằng, giải pháp an toàn nhất cho việc hiến tặng ty thể con người là cần đảm bảo rằng người hiến tặng ty thể phải mối quan hệ với cha mẹ (về mặt sinh học) gần nhất có thể.

Minh Hằng