※ Ảnh nguồn: Julia Bartoli and Chantal Abergel, IGS and CNRS-AMU.
Tất nhiên, virus này không gây hại gì cho con người, nhưng nó chứng minh rằng các virus thời cổ đại có thể tồn tại đến hàng thiên niên kỷ và giữ nguyên những ảnh hưởng tiềm tàng đến sức khỏe con người (nếu có).
Chuyện kể rằng sâu dưới lớp băng vĩnh cửu tại Siberia, cách bề mặt lạnh lẽo gần 100 feet, có một loại sinh vật cổ đại đang say ngủ. Giấc ngủ của “nó” kéo dài từ hàng thế kỷ đến hàng thiên niên kỷ. Trong khi đó phía trên mặt đất, những lớp băng đã rút đi, loài người cổ đại xuất hiện. Họ sinh sôi nảy nở và phát triển thành một xã hội phồn thịnh.
Và ngày nay, “nó” đã bị đánh thức, giải đông và hồi sinh bởi một nhóm các nhà khoa học đến từ Pháp. “Nó” chính là một virus cổ đại. Sự hồi sinh có phần từa tựa như các con zombie trong những bộ phim viễn tưởng hiện đại đã cho thấy rằng, các vi sinh vật có thể tồn tại lâu hơn rất nhiều so với những gì mà các nhà khoa học đã tính toán trước đó.
Trong hàng chục ngàn năm, virus này đã duy trì trạng thái ngủ đông. Tất nhiên, vi sinh vật thường không “chết” theo đúng nghĩa đen, lý do là bởi theo các tiêu chuẩn sinh học cơ bản, virus chưa từng được mô tả là một sinh vật “sống”. Tất cả các virus đều cần có những tế bào chủ để có thể phân chia, và trong chu trình phân chia đó, chúng sẽ duy trì trạng thái “hạt trơ” với tên gọi virion, tương tự như hạt giống của thực vật.
Vào năm 2000, các nhà khoa học, dưới sự chỉ đạo của Jean-Michel Claverie và Chantal Abergel đến từ Học Viện Vi Sinh Medirerranean (Medirerranean Institute of Microbiology), đã đến Anyuysk, một thị trấn xa xôi còn ít được khai phá ở vùng Chukotka của Siberia, để tìm kiếm những loại virus mới. Trước đây, các nhà khoa học đã dự đoán (và bây giờ đã được chứng minh) là các sinh vật vẫn có thể hồi sinh sau khi bị đóng băng trong hàng chục ngàn năm. Do đó, nhóm nghiên cứu đã khoan sâu vào lớp băng vĩnh cửu dọc bờ sống Anuy để tìm kiếm.
Sau đó, họ cẩn thận thu thập mẫu đất đóng băng, phủ quanh bề mặt ngoài bằng cồn để ngăn ngừa khả năng bị ô nhiễm. Một mẫu đất rất nhỏ được trích ra từ trung tâm và lưu trữ trong túi vô trùng. Bằng cách xác định niên đại qua carbon phóng xạ (xác định niên đại qua đồng vị phóng xạ carbon), các nhà khoa học cho rằng mẫu đất có độ tuổi trong khoảng từ 34000-37000 năm. Nhiều năm qua đi, các nhà khoa học từng bước tiến hành phân tích mẫu vật cũng như thu thập thêm các mẫu vật khác. Và khoảng một thập kỷ sau đó, họ cuối cùng cũng đã chính thức công bố rằng họ đã phát hiện một virus “sống” trong mẫu vật từ lớp băng vĩnh cửu. Một phát hiện tuyệt vời nằm ngoài dự đoán của họ.
Ông Claveries cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng các virion vẫn có thể duy trì khả năng truyền nhiễm trong ít nhất là khoảng thời gian khá dài như thế. Nhưng điều thực sự bất ngờ đó là virus này có kích thước khổng lồ và hoàn toàn khác biệt với các virus mà chúng ta đã biết trước đó (virus hiện đại)”.
Đến tận năm 2003, con người vẫn cho rằng tất cả virus đều có kích thước tế vi- hoàn toàn không thể quan sát dưới kính hiển vi quang học thông thường, chỉ bằng một phần của các tế bào vi khuẩn. Thế nhưng đến nay, một vài loại virus khổng lồ đã được phát hiện, ví dụ như pandoravirus- được phát hiện bởi Claverie và Abergel trong mẫu nước thu thập ở ngoài khơi bờ biển Chile, với kích thước chiều dài đến 1 um (=1/1000 mm). Thế nhưng loại virus mới này, được gọi là Pithovirus sibericum, với mô tả trong một công bố được đăng trên tập san Proceedings of the National Academy of Sciences, có kích thước chiều dài lên đến 1.5um. Đây là một kích thước đáng kinh ngạc, lớn hơn các virus thông thường từ 10 đến 100 lần. Dưới kính hiển vi, nó có thể dễ dàng được phát hiện với hình bầu dục (oval), bao quanh bởi một lớp vỏ màu đen và một cái vòi ở cuối, với kích thước bằng một tế bào vi khuẩn.
Virus này xem chừng không gây hại gì đến con người. Bởi nó chỉ có thể lây nhiễm đến một sinh vật đơn bào với tên gọi amoebae mà thôi. Đây là điều đã được các nhà khoa học phát hiện khi học tiến hành “hồi sinh” vi sinh vật từ trạng thái trơ bằng cách làm ấm và đặt nó vào một đĩa sinh dưỡng có chứa amoebae. Ngay sau khi được hồi sinh, virus thâm nhập vào các tế bào amoebae, bám vào hệ thống trao đổi chất của tế bào để tự nhân bản. Sau đó nó phân hóa tế bào, giết chúng và tự giải thoát để tiếp tục lây nhiễm vào các tế bào khác. Các virus khổng lồ đã được phát hiện trước đây cũng có khả năng lây nhiễm vào amoebae. Có lẽ bởi sinh vật đơn bào này khá dễ bị thâm nhập. Chúng lấy dinh dưỡng thông qua cơ chế thực bào (phagocytosis), sử dụng lớp màng tế bào để nuốt chửng các phân tử và sinh vật. Với các virus khổng lồ, chúng có thể dễ dàng thâm nhập vào bên trong amoebae bằng cách để mặc cho bản thân bị nuốt chửng. Trong khi đó, phần lớn các tế bào của người và động vật không nuốt chửng các phân tử theo cách đó. Vì vậy những virus có thể thâm nhập vào con người thường phải tìm những phương pháp khác, phức tạp hơn rất nhiều mà kích thước cơ thể lớn của virus cổ đại khó có thể thực hiện được.
Đối với các nhà khoa học, khía cạnh thú vị nhất của phát hiện mới này đó là những thứ họ phát hiện khi tiến hành tách DNA của virus và giải mã bộ gene của chúng. Ông Claverie cho biết “ Kích thước genome của chúng nhỏ hơn rất nhiều so với dự đoán khi quan sát kích thước phân tử, chỉ khoảng 500 genes. Trong khi những họ virus khổng lồ khác có đến cả ngàn genes.” Thêm vào đó, cơ chế nhân bản của virus cổ đại này cũng có nhiều điểm tương đồng với các virus có kích thước thông thường, hơn so với các virus khổng lồ khác. Claverie đã mô tả nó như là một “cầu nối” trung gian giữa virus khổng lồ và virus hiện đại.
Đến nay, hai họ virus khổng lồ đã được phát hiện (megaviruses và pandoraviruses) đều có nhiều điểm tương đồng về di truyền. Việc phát hiện của một loại virus khổng lồ mới hoàn toàn khác biệt trong một mẫu quan sát ngẫu nhiên của lớp băng vĩnh cửu đã cho thấy, virus khổng lồ có thể phổ biến và đa dạng hơn nhiều so với những gì mà con người đã tiên đoán.
Ngoài ra, có một sự thật là virus cổ đại mới này đã tồn tại trong ít nhất là 30000 năm trong lớp băng. Do virus không tham gia vào phần lớn các hoạt động duy trì sự sống như các sinh vật sống khác (ví dụ như chúng không cần hấp thụ năng lượng để điều tiết quá trình trao đổi chất chả hạn), nên chúng có thể duy trì trạng thái trơ trong thời gian dài hơn bất kỳ sinh vật nào khác. Giới hạn duy nhất chính là thời gian mà DNA của chúng có thể tồn tại. Về mặt lý thuyết, chúng có thể tồn tại vài thiên niên kỷ trước khi bị tổn hại hoàn toàn do phóng xạ tự nhiên của Trái Đất. Hiện nay Claverie và Abergel đang tiến hành lấy mẫu những lớp băng cổ hơn nữa để tìm kiếm dấu tích của các loài virus cổ đại hơn.
Và mặc dù loại virus đặc biệt này xem chừng không có bất kỳ ảnh hưởng gì đến sức khỏe con người, nhưng nó vẫn làm dấy lên một số câu hỏi chưa được giải đáp. Ông Claverie cho biết “Đây có lẽ là minh chứng rõ ràng rằng quam điểm virus có thể bị “tiêu diệt” khỏi hành tinh này là sai, và khiến chúng ta có cảm giác an toàn một cách đầy giả dối”. Cùng với sự ấm lên của Bắc Cực và cận Bắc Cực, “ việc khai thác và khoan tìm đồng nghĩa với việc đưa con người chìm sâu vào những lớp băng giá cổ đại, lần đầu tiên được khám phá sau hàng triệu năm. Nếu các virion vẫn còn tồn tại ở đó , thì đây ắt sẽ là một công thức hoàn hảo cho một thảm họa.”
Người dịch: Trungmaster, theo Smithsonianmag
Tác giả: Joseph Stromberg
