Nguy cơ dịch bệnh khi virus 'zombie' cổ đại hồi sinh

[audible]

HỒI SINH GIUN TRÒN ĐÔNG CỨNG 46.000 NĂM Ở SIBERIA

Một loài giun tròn cổ đại thức giấc sau hàng chục nghìn năm ngủ đông trong hang sóc hóa thạch từ cuối thế Canh Tân.

Một loài giun nhỏ sống sót sau 46.000 năm nằm trong lớp đất đóng băng vĩnh cửu ở Siberia, lâu hơn hàng chục nghìn năm so với các loài giun hồi sinh trước đó. Nó thuộc loài Panagrolaimus kolymaensis mới được mô tả. Nhóm nghiên cứu phát hiện nó cuộn tròn trong hang sóc hóa thạch lấy từ đất đóng băng vĩnh cửu gần sông Kolyma ở phía đông bắc Bắc Cực năm 2002. Các nhà khoa học từng hồi sinh giun tròn đông cứng năm 2018 nhưng không rõ niên đại và loài của nó.

Nghiên cứu công bố hôm 27/7 trên tạp chí PLOS Genetics tìm ra đáp án cho những câu hỏi này. "Sống sót trong môi trường cực hạn suốt thời gian dài là một thách thức mà chỉ vài tổ chức sinh vật có thể vượt qua", nhóm nghiên cứu đến từ Nga và Đức cho biết. "Ở đây, chúng tôi chứng minh loài giun tròn sống trong đất Panagrolaimus kolymaensis tạm ngưng hoạt động trong 46.000 năm dưới đất đóng băng vĩnh cửu ở Siberia".

Tổ chức sinh vật như giun tròn và gấu nước có thể tiến vào trạng thái im lìm, một quá trình trao đổi chất gọi là "cryptobiosis" (ngủ đông), nhằm đối phó tình trạng đóng băng hoặc mất nước hoàn toàn. Trong cả hai trường hợp, chúng giảm tiêu thụ oxy và nhiệt lượng sinh ra từ quá trình trao đổi chất tới mức không thể phát hiện.

Loài giun tròn mới ngủ đông vào cuối thế Canh Tân (từ 2,6 triệu đến 11.700 năm trước), thời kỳ bao gồm kỷ băng hà cuối cùng. Đất đóng băng vĩnh cửu lưu giữ sinh vật không rã đông kể từ sau đó. Đây là thời gian ngủ đông dài nhất được ghi nhận ở giun tròn. Trước đây, loài giun tròn Nam Cực tên Plectus murrayi đông cứng trong rêu và một mẫu vật Tylenchus polyhypnus sấy khô ở phòng mẫu cây với thời gian lần lượt là 25,5 và 39 năm.

Các nhà nghiên cứu phân tích gene của P. Kolymaensis và so sánh với giun tròn Caenorhabditis elegans, tổ chức đa bào đầu tiên có toàn bộ hệ gene được giải trình tự. C. elegans cung cấp mô hình hoàn hảo để so sánh. Kết quả phân tích hé lộ một số gene chung liên quan tới ngủ đông.

Để tìm hiểu chính xác giun tròn sống sót bằng cách nào trong thời gian dài như vậy, nhóm nghiên cứu lấy một nhóm P. kolymaensis và C. elegans mới và sấy khô chúng trong phòng thí nghiệm. Khi những con giun tiến vào trạng thái khan nước, họ quan sát lượng đường tên trehalose tăng vọt, có thể giúp bảo vệ màng tế bào của giun tròn khỏi mất nước. Sau đó, họ đông cứng giun ở -80 độ C và nhận thấy tình trạng sấy khô cải thiện khả năng sống sót của cả hai loài. Giun đông cứng ở nhiệt độ này mà không khử nước từ trước sẽ chết ngay lập tức.

Trang bị cơ chế phân tử để chống chọi điều kiện ở Bắc Cực, giun tròn tiến hóa để sống sót trong trạng thái ngủ đông suốt hàng nghìn năm. Những loài giun tròn cổ đại có thể hồi sinh nếu thoát khỏi lớp đất đóng băng vĩnh cửu. Thay đổi đáng kể trong môi trường, bao gồm biến động nhiệt độ và hoạt động phóng xạ tự nhiên, có thể đánh thức giun tròn khỏi trạng thái ngủ sâu.

-----------
NGUY CƠ DỊCH BỆNH KHI VIRUS 'ZOMBIE' CỔ ĐẠI HỒI SINH

Nhiệt độ ấm lên ở Bắc Cực làm tan chảy đất đóng băng vĩnh cửu, có khả năng giải phóng virus khổng lồ ngủ yên hàng chục nghìn năm, đe dọa con người và động vật.

CNN ngày 8/3 đưa thông tin, các nhà khoa học cảnh báo không thể xem nhẹ nguy cơ lây lan dịch bệnh từ quá khứ xa xôi dù khả năng rất thấp. Chất thải hóa học và phóng xạ từ thời Chiến tranh Lạnh có khả năng gây hại cho động vật hoang dã và gây rối loạn hệ sinh thái, cũng có thể được giải phóng khi đất đóng băng tan chảy.

"Có nhiều thứ đáng ngại trong đất đóng băng vĩnh cửu, cho thấy lý do giữ gìn nhiều đất đóng băng vĩnh cửu hết mức có thể cực kỳ quan trọng", Kimberley Miner, nhà khoa học khí hậu làm việc cho Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA tại Viện Công nghệ California ở Pasadena, California, nhấn mạnh.

Đất đóng băng vĩnh cửu bao phủ 1/5 Bắc bán cầu, tồn tại ở vùng lãnh nguyên Bắc Cực và những khu rừng phương bắc ở Alaska, Canada và Nga trong hàng thiên niên kỷ. Loại đất này đóng vai trò như viên nang thời gian, bảo quản virus cổ đại, xác ướp của một số động vật tuyệt chủng mà các nhà khoa học khai quật và nghiên cứu trong vài năm gần đây, bao gồm hai con sư tử hang động non và một con tê giác lông xoăn.

Lý do đất đóng băng vĩnh cửu trở thành nơi lưu trữ tốt bởi nó không chỉ lạnh mà còn là môi trường không chứa oxy mà ánh sáng không thể chiếu đến. Nhưng ngày nay, nhiệt độ Bắc Cực đang ấm lên nhanh gấp 4 lần so với phần còn lại của hành tinh, làm suy yếu tầng trên cùng của đất đóng băng vĩnh cửu trong khu vực.

Nhằm hiểu rõ hơn nguy cơ từ virus đóng băng, Jean-Michel Claverie, giáo sư danh dự ngành y và hệ gene học ở Trường Y Đại học Aix-Marseille tại Marseille, Pháp, kiểm tra mẫu đất lấy từ đất đóng băng vĩnh cửu Siberia để xem liệu hạt virus trong đó có thể lây nhiễm hay không. Claverie đã tìm ra một số virus có thể hồi sinh mà ông gọi là "virus zombie".

Thợ săn virus

Claverie nghiên cứu một loại virus đặc biệt mà ông phát hiện lần đầu tiên vào năm 2003. Được biết tới như virus khổng lồ, chúng lớn hơn nhiều so với chủng thông thường và có thể nhìn rõ dưới kính hiển vi quang học bình thường mà không cần kính hiển vi điện tử mạnh hơn. Claverie được truyền cảm hứng phát hiện virus đông cứng trong đất đóng băng vĩnh cửu từ một nhóm nhà khoa học người Nga đã hồi sinh loài hoa dại từ mô hạt giống 30.000 năm tìm thấy trong hang sóc vào năm 2012.

Năm 2014, Claverie hồi sinh một virus mà ông và cộng sự tách từ đất đóng băng vĩnh cửu, để nó lây nhiễm lần đầu tiên sau 30.000 năm bằng cách đưa vào tế bào nuôi cấy. Vì lý do an toàn, ông chọn nghiên cứu virus chỉ nhắm vào trùng amip đơn bào mà không phải động vật hay con người. Claverie lặp lại thí nghiệm vào năm 2015, cô lập một loại virus khác cũng nhắm vào trùng amip. Trong nghiên cứu mới nhất công bố hôm 18/2 trên tạp chí Viruses, Claverie và cộng sự thu thập vài chủng virus cổ đại từ nhiều mẫu vật đất đóng băng vĩnh cửu lấy tại 7 nơi khác nhau ở Siberia và chứng minh chúng có thể lây nhiễm sang tế bào trùng amip nuôi cấy.

Những chủng mới nhất đó đại diện cho 5 họ virus mới, cùng với hai họ ông hồi sinh trước đó. Chủng cổ nhất gần 48.500 năm tuổi, dựa trên xác định niên đại bằng đồng vị carbon, và đến từ mẫu đất lấy ở hồ nằm sâu 16 m dưới lòng đất. Mẫu vật niên đại nhỏ nhất được tìm thấy trong thức ăn ở dạ dày một con voi ma mút lông xoăn cũng 27.000 năm tuổi.

Những virus tấn công trùng amip vẫn có thể lây nhiễm sau thời gian dài như vậy hé lộ một vấn đề lớn hơn. "Nếu virus lây nhiễm sang trùng amip vẫn sống, không có lý do gì các loài virus khác không thể sống sót và truyền sang vật chủ của chính chúng", Claverie bày tỏ lo ngại.

Tiền lệ lây nhiễm sang người

Mẫu vật phổi lấy từ thi thể phụ nữ khai quật vào năm 1997 từ đất đóng băng vĩnh cửu ở ngôi làng trên bán đảo Seward của Alaska chứa vật liệu gene từ chủng cúm chịu trách nhiệm cho đại dịch năm 1918. Năm 2012, các nhà khoa học xác nhận xác ướp 300 năm tuổi của một người phụ nữ chôn ở Siberia chứa dấu vết di truyền của virus gây bệnh đậu mùa.

Bệnh than bùng phát ở Siberia ảnh hưởng tới hàng chục người và hơn 2.000 con tuần lộc trong tháng 7 và tháng 8/2016 cũng liên quan tới sự tan chảy của đất đóng băng vĩnh cửu trong mùa hè đặc biệt nắng nóng, tạo điều kiện cho bào tử của vi khuẩn than Bacillus anthracis tái xuất hiện từ những ngôi mộ cũ hoặc xác động vật.

Birgitta Evengård, giáo sư danh dự ở Khoa vi sinh vật học lâm sàng tại Thụy Điển, cho biết cần khảo sát kỹ hơn nguy cơ từ những chủng bệnh tiềm ẩn trong đất đóng băng vĩnh cửu tan rã.

"Hệ miễn dịch của chúng ta phát triển trong quá trình tiếp xúc gần với môi trường vi sinh vật xung quanh", Evengård nói. "Nếu có một virus ẩn trong đất đóng băng mà chúng ta không tiếp xúc trong hàng nghìn năm, hệ miễn dịch của chúng ta có thể không hoạt động hiệu quả".

Nguy cơ lây lan virus

Trong thực tế, giới khoa học không biết virus có thể duy trì lây nhiễm trong bao lâu sau khi tiếp xúc với điều kiện ngày nay, hoặc khả năng virus gặp vật chủ phù hợp cao tới đâu. Không phải mọi virus đều gây bệnh, một số chủng khá lành hoặc thậm chí có lợi cho vật chủ. Là nơi ở của 3,6 triệu người, Bắc Cực vẫn là khu vực dân cư thưa thớt, khiến nguy cơ con người tiếp xúc với virus cổ đại rất thấp. Dù vậy, nguy cơ sẽ gia tăng trong bối cảnh ấm lên toàn cầu, trong đó đất đóng băng tan rã ngày càng nhanh và càng nhiều người sinh sống ở Bắc Cực", Claverie chia sẻ.

Claverie không phải nhà nghiên cứu duy nhất cảnh báo Bắc Cực là mảnh đất màu mỡ để lây lan virus. Năm ngoái, một nhóm nhà khoa học công bố nghiên cứu mẫu vật đất và trầm tích lấy từ hồ Hazen, hồ nước ngọt ở Canada nằm trong Vòng cực Bắc. Họ sắp trình tự vật liệu di truyền trong trầm tích để tìm dấu vết virus và hệ gene của vật chủ tiềm năng gồm các loài động thực vật trong vùng. Sử dụng phân tích mô hình vi tính, nhóm nghiên cứu chỉ ra nguy cơ virus lây lan sang vật chủ mới cao hơn ở một số địa điểm gần nơi nước sông băng tan chảy đổ vào hồ.

Những hệ quả chưa nắm rõ

Xác định virus và các mối đe dọa khác trong đất đóng băng vĩnh cửu là bước đầu tiên nhằm hiểu rõ nguy cơ chúng đặt ra đối với Bắc Cực. Những thách thức khác bao gồm tìm hiểu địa điểm, thời gian, tốc độ và độ sâu mà đất đóng băng tan chảy. Rã đông là quá trình chậm rãi ở mức chỉ vài centimet mỗi thập kỷ, nhưng cũng có thể xảy ra nhanh hơn. Quá trình này cũng giải phóng khí methane và carbon dioxide vào khí quyển, một yếu tố thúc đẩy biến đổi khí hậu. Theo Miner, sự tái xuất hiện của vi sinh vật cổ đại có khả năng thay đổi thành phần đất và sự phát triển thực vật, đẩy nhanh các ảnh hưởng của biến đổi khí hậu.

An Khang (Theo CNN)
Nguồn :
1/ https://vnexpress.net/hoi-sinh-giun-tro ... zkPnJc0-e8
2/ https://vnexpress.net/nguy-co-dich-benh ... 79140.html