Tạo ra chuột khỏe mạnh từ tinh trùng lưu trong vũ trụ gần 6 năm

Chủ Nhật, 13-06-2021, 18:20
Những con chuột khỏe mạnh được tạo ra từ tinh trùng đông khô bảo quản 6 năm trên không gian. Ảnh: Teruhiko Wakayama.

Một nghiên cứu mới cho thấy, tinh trùng chuột được làm khô đông lạnh và mang lên lưu trữ trên Trạm Vũ trụ quốc tế (ISS) trong gần sáu năm không bị bất kỳ tổn thương DNA nào và tiếp tục tạo ra những “chuột con khỏe mạnh”.

Nghiên cứu được công bố hôm 11-6 trên tạp chí Science Advances. Theo các nhà khoa học, phát hiện này làm sáng tỏ hơn nghi vấn về việc liệu các loài động vật có vú, trong đó có cả con người, có thể sinh sản trong không gian hay không.

Kết hợp với các thí nghiệm trên mặt đất cho tinh trùng của chuột tiếp xúc với tia X, nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các tế bào tinh trùng của động vật có vú có thể được bảo quản trên Trạm Vũ trụ quốc tế trong khoảng 200 năm.

Từ lâu, các nhà nghiên cứu cho rằng việc tiếp xúc với bức xạ ngoài không gian có thể làm hỏng DNA trong tế bào và dẫn đến có thể truyền lại các đột biến cho con cháu. Việc thiếu tủ đông trên ISS đã ngăn cản quá trình nghiên cứu lâu dài về tế bào sống.

Để khắc phục những hạn chế này, các nhà nghiên cứu đã đông lạnh các mẫu tinh trùng khô từ 12 con chuột và niêm phong chúng trong các ống nhỏ, nhẹ và vận chuyển đến ISS bằng tên lửa mà không cần tủ đông.

Tạo ra chuột khỏe mạnh từ tinh trùng lưu trong vũ trụ gần 6 năm -0
Tinh trùng chuột được đông khô trong ống thủy tinh và bảo quản trên ISSẢnh: Teruhiko Wakayama. 

Do sự kết hợp phức tạp của nhiều loại bức xạ khác nhau trong không gian, các nhà khoa học cho biết, chỉ thí nghiệm mô phỏng để đánh giá tổn thương về DNA trên Trái đất không thể nắm bắt được thực tế của các điều kiện bên ngoài bầu khí quyển của chúng ta.

Tiến sĩ Sayaka Wakayama, Đại học Yamanashi, Nhật Bản, tác giả chính của nghiên cứu nói với The Independent: “Có nhiều loại bức xạ khác nhau bay xung quanh trong không gian, không giống như trên mặt đất. Ví dụ, có các ion nặng, proton và sóng điện từ từ các tia sáng mặt trời”.

Ông giải thích: “Rất khó để chiếu xạ và tái tạo tất cả các loại bức xạ này cùng một lúc trên mặt đất, vì vậy tôi nghĩ rằng tổn thương DNA trong các mẫu sinh học chỉ có thể được đo lường trong không gian”.

Các nhà khoa học định kỳ kiểm tra các phần nhỏ của mẫu. Các mẫu lần lượt trở về Trái đất sau 9 tháng, trong 2 năm 9 tháng và 5 năm 10 tháng.

Tạo ra chuột khỏe mạnh từ tinh trùng lưu trong vũ trụ gần 6 năm -0
Phôi chuột phát triển bình thường trong phòng thí nghiệm sau khi thụ tinh với tinh trùng được đông khô và bảo quản trong không gian. Ảnh: Teruhiko Wakayama.

Khi các nhà nghiên cứu kiểm tra các mẫu bằng cách sử dụng các công cụ đo mức độ bức xạ mà chúng đã hấp thụ và thực hiện các xét nghiệm để đánh giá tổn thương DNA trong nhân tế bào, họ nhận thấy việc lưu lại lâu dài trên ISS không dẫn đến tổn thương DNA đối với tinh trùng đông lạnh khô.

Tiến sĩ Wakayama nói: “Tổng lượng bức xạ không gian mà ISS hấp thụ, theo đo lường của Cơ quan Thăm dò hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA), là 0,41 milli Gray (mGy) mỗi ngày.

Trong khi đó, liều bức xạ điển hình được sử dụng để điều trị các bệnh ung thư như khối u biểu mô rắn nằm trong khoảng từ 60 đến 80Gy.

“Kết quả thí nghiệm chiếu tia X trên mặt đất cho thấy tinh trùng đông khô có thể chịu được tới 30 Gy mà vẫn có thể tạo ra thế hệ tiếp theo”, Tiến sĩ Wakayama nói thêm.

Tiến sĩ Wakayama giải thích, quy trình đông khô được sử dụng trong nghiên cứu “tương tự như cà phê hòa tan, hoặc trái cây đông khô”. Với lương thực, chỉ cần thêm nước là có thể được sử dụng "ngay lập tức". Còn quy trình đông khô giết chết tinh trùng, nhưng khi được bù nước và tiêm vào trứng chuột, tinh trùng vẫn có thể thụ tinh với trứng, sau đó phát triển bình thường.

Các tế bào tinh trùng đã được bù nước, khi được tiêm vào các tế bào buồng trứng tươi và được chuyển sang chuột cái, dẫn đến sự ra đời của “những chú chuột con khỏe mạnh”.

Tạo ra chuột khỏe mạnh từ tinh trùng lưu trong vũ trụ gần 6 năm -0
Tinh trùng chuột được bảo quản trong không gian trong nhiều năm được tiêm vào tế bào trứng. Ảnh: Teruhiko Wakayama.

Các nhà khoa học viết trong nghiên cứu: “Mặc dù có sự khác biệt giữa tổn thương DNA do tia X và bức xạ không gian, nhưng có thể dự đoán một cách đại khái rằng tinh trùng khô đông lạnh có thể được bảo quản trên ISS trong hơn 200 năm”.

Theo các nhà khoa học, có tổng cộng 168 chuột con được sinh ra từ tinh trùng được lưu giữ trong không gian trong sáu năm, tất cả đều có ngoại hình bình thường và không có bất thường trong mô hình hoạt động gen của chúng, so với những con chuột đối chứng được sinh ra từ tinh trùng được bảo quản trên Trái đất.

Một số trong số những con chuột này đã được nuôi dưỡng đến khi trưởng thành và có thể sinh ra những đứa con khỏe mạnh.

Các nhà khoa học tin rằng, việc có thêm nhiều nghiên cứu từ các thí nghiệm tương tự có thể làm sáng tỏ hơn về hiệu ứng bức xạ và khả năng chịu đựng của các dạng sống trong thời gian dài ở trong không gian.

Các nhà khoa học cũng đang thực hiện nghiên cứu để tìm hiểu liệu phôi của động vật có vú có thể phát triển trong điều kiện không trọng lực hay không. Đề xuất cho thí nghiệm này đã được NASA và JAXA phê duyệt vào năm 2015. Vào tháng 8 tới, phôi chuột đông lạnh sẽ được phóng lên ISS, nơi các phi hành gia sẽ rã đông và nuôi cấy trong điều kiện không trọng lực.

HÙNG ANH (Theo Independent, Livescience. Gizmodo)