Các nhà khoa học tại Khoa Dược trường Đại Học Virginia đã vượt qua một trong những thử thách lớn nhất trong lĩnh vực sinh học và đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng đến việc phát triển các cơ quan và mô hoàn chỉnh từ tế bào gốc. Bằng cách điều chỉnh các tín hiệu thích hợp, các nhà nghiên cứu đã chuyển hóa các tế bào gốc thành một phôi thai cá, nói một cách khác, về mặt cơ bản họ đã điều khiển được quá trình phát triển của phôi thai.
Nghiên cứu này sẽ có tác động đáng kể trong việc sử dụng tế bào gốc để cải thiện tình trạng sống của con người trong tương lai. Với sự phổ biến của việc nuôi dưỡng tế bào gốc vạn năng, nghiên cứu này cung cấp một nền tảng cho các nghiên cứu của tương lai trong lĩnh vực y học tái sinh (regenerative medicine) hướng đến việc cấu trúc mô và các cơ quan nội tạng.
Để thực hiện được điều đó, các nhà khoa học Bernard và Chris Thisse của Đại Học Virginia đã phải vượt qua một trong những rào cản lớn nhất của sinh học. Bà Chris Thisse cho biết “Chúng tôi đã tạo ra một sinh vật bằng cách dẫn các tế bào phôi ‘đi’ đúng hướng”. Đây là điểm tối quan trọng làm cho nghiên cứu này trở nên thật sự giá trị. Bởi vì điều đó đồng nghĩa với việc, nếu chúng ta biết cách để “dẫn” các tế bào phôi, thì chúng ta gần như có thể làm được hầu hết những gì ta muốn. Ví dụ như các nhà khoa học sẽ có thể dẫn các tế bào gốc phát triển thành cơ quan nội tạng cần thiết để tiến hành cấy ghép chỉ trong một ngày…
Quá trình chỉ dẫn phát triển của phôi
Các nhà nghiên cứu đã xác định được các tín hiệu, đủ để bắt đầu một loạt các quá trình ở cấp độ phân tử và tế bào, hướng đến một phôi cá được phát triển hoàn chỉnh. Nghiên cứu này đã đưa ra một câu trả lời cho câu hỏi vốn đã tồn tại rất lâu trong ngành sinh học, đó là cần tối thiểu bao nhiêu tín hiệu để có thể khởi động quá trình phát triển, thật bất ngờ, chỉ cần hai tín hiệu là đủ.
Phát hiện này đã thắp lên ánh sáng về vai trò quan trọng của hai tín hiệu trong việc hình thành các cơ quan và phát triển toàn diện của phôi cá (trong trường hợp này là cá ngựa vằn-zebrafish). Thậm chí, nhóm của Thisses còn có thể điều khiển của quá trình phát triển của phôi và sự hình thành các mô, các cơ quan nội tạng thông qua vị trí và mật độ tập trung của tín hiệu. Phôi thai do nhóm nghiên cứu tạo thành có kích thước nhỏ hơn phôi thai bình thường, bởi vì họ chỉ sử dụng một lượng tế bào gốc của phôi nhỏ, tuy nhiên ông Bernard Thisse khẳng định ngoài vấn đề đó ra thì phôi thai mới vẫn có đủ các chức năng và cơ quan khác.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ cố gắng tái thực hiện phát hiện của mình với chuột. Họ dự đoán rằng cơ cấu phân tử và tế bào ở chuột và các động vật có vú khác, bao gồm cả con người, cũng sẽ tương tự nhau.
Phát hiện này đã được công bố trên mạng bởi tạp chí Science và cũng sẽ có mặt trong bản in sắp tới của tạp chí uy tín này.
Biên dịch: Trungmaster, theo PhyS.
Link công bố:
Peng Fei Xu, Nathalie Houssin, Karine F. Ferri- Lagneau, Bernard Thisse, Christine Thisse, “Construction of a Vertebrate Embryo from Two Opposin Morthogen Gradients”, Science 4 April 2014, Vol. 344, pp. 87-89
