Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Giáo sư David Glanzman đang giữ một con ốc sên biển.
(Nguồn: Christelle Snow/UCLA).
 

Các nhà khoa học tại Đại học California, Los Angeles cho biết họ đã chuyển thành công bộ nhớ từ con ốc sên biển này sang cho một con ốc sên biển khác, tạo nên ra bộ nhớ nhân tạo bằng cách tiêm RNA từ con này sang con kia. Nghiên cứu này có thể đưa đến nhiều biện pháp mới giúp làm giảm sự tổn thương và phục hồi bộ nhớ nhờ RNA.

“Tôi nghĩ trong một tương lai không quá xa, chúng ta có thể sử dụng RNA để cải thiện những ảnh hưởng do bệnh Alzheimer hoặc những rối loại căng thẳng sau chấn thương gây ra”, giáo sư David Glanzman cho biết, ông cũng là tác giả chính của nghiên cứu này và là giáo sư về sinh học, sinh lý học và sinh học thần kinh tại Đại học California. Nghiên cứu này mới được công bố hôm 14 tháng 5 trên tạp chí eNeuro, một tạp chí online về Khoa học thần kinh.

RNA, hay ribonucleic acid, đã được biết đến khá phổ biến như là một phân tử thông tin của tế bào giúp tổng hợp nên các phân tử protein và thực hiện các chỉ dẫn của phân tử DNA đến các phần khác trong tế bào. Giờ đây nó còn được biết đến là có các chức năng quan trọng khác bên cạnh việc mã hoá protein, bao gồm việc điều hoà nhiều quá trình khác nhau bên trong tế bào liên quan đến sự phát triển và bệnh tật.

Các nhà khoa học đã gây giật điện nhẹ vào đuôi một loài ốc sên biển có tên là Aplysia. Những con ốc này bị giật điện năm lần, mỗi lần 20 phút và sau 24 giờ, tiếp tục thực hiện thêm năm lần nữa. Những đợt điện giật này làm tăng cường phản xạ thu hồi tự vệ (defensive withdrawal reflex) của ốc sên, một dạng đáp ứng biểu lộ sự phòng vệ khỏi những tổn hại tiềm ẩn. Sau đó, khi các nhà khoa học gõ nhẹ vào những con ốc sên này, họ phát hiện ra rằng những con ốc đã bị giật điện trước đó biểu lộ sự co lại nhằm tự vệ kéo dài trung bình khoảng 50 giây. Đối với những con ốc không bị giật điện, sự co lại chỉ kéo dài khoảng 1 giây.

Các nhà khoa học này đã tách chiết RNA từ hệ thần kinh của những con ốc biển đã bị điện giật một ngày sau loạt giật điện lần thứ hai, và cũng tiến hành tương tự từ những con ốc không bị giật điện. Sau đó, RNA từ nhóm đầu tiên (đã nhạy cảm) được tiêm vào bảy con ốc sên không bị điện giật, và RNA từ nhóm thứ hai cũng được tiêm vào một nhóm đối chứng gồm bảy con khác cũng không bị giật điện trước đó.

Điều đáng chú ý là các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng bảy con ốc sên nhận RNA từ những con bị giật điện biểu lộ hành vi như thể bản thân chúng đã bị điện giật trước đó: Chúng biểu hiện sự co lại kéo dài trung bình khoảng 40 giây.

“Nó như thể chúng tôi đã chuyển bộ nhớ những con ốc sên”, giáo sư Glanzman cũng là thành viên của Viện nghiên cứu về Não bộ thuộc trường Đại học California nhận xét.  

Như dự đoán, nhóm ốc đối chứng không biểu lộ sự kéo dài trong đáp ứng co lại.

Kế tiếp, họ tiến hành bổ sung RNA vào các đĩa petri chứa các tế bào thần kinh được phân tách từ nhiều con ốc sên khác nhau không bị điện giật. Một số đĩa bổ sung RNA từ ốc sên bị điện giật, và một số đĩa chứa RNA từ ốc sên không bị điện giật. Một vài trong số các đĩa này chứa các tế bào thần kinh cảm giác (sensory neuron) và những đĩa còn lại mang các tế bào thần kinh vận động (motor neuron) chịu trách nhiệm cho phản xạ co lại của ốc sên. Khi một con ốc sên biển bị giật điện, các tế bào thần cảm giác trở nên dễ bị kích thích hơn. Đáng chú ý đó là các nhà khoa học đã khám phá ra rằng việc bổ sung RNA từ ốc sên đã bị giật điện trước đó làm tăng khả năng dễ bị kích thích ở các tế bào thần kinh cảm giác trong đĩa Petri; nhưng không xảy ra ở các tế bào thần kinh vận động. Việc thêm RNA từ một con ốc sên biển không bị giật điện không làm tăng khả năng dễ bị kích thích ở các tế bào thần kinh cảm giác.

Trong lĩnh vực khoa học thần kinh, từ lâu đã được cho rằng bộ nhớ được lưu giữ trong các synapse. (Mỗi tế bào thần kinh có vài ngàn synapse). Tuy nhiên, giáo sư Glanzman đưa ra một quan điểm khác biệt, ông tin rằng bộ nhớ được lưu giữ trong nhân của các tế bào thần kinh.

Giáo sư Glanzman cho biết: “Nếu bộ nhớ được lưu giữ trong các synapse, thí nghiệm của chúng tôi không có cách nào lý giải được”. Ông cũng cho biết thêm rằng ốc sên biển là một mô hình tuyệt vời để tiến hành các nghiên cứu về não bộ và trí nhớ.

Các nhà khoa học biết nhiều về sinh học tế bào của một dạng học hỏi đơn giản ở loài động vật này hơn bất kỳ dạng học hỏi nào ở các loài sinh vật khác, giáo sư Granzman cho biết. Các quá trình tế bào và phân tử dường như rất giống nhau giữa ốc sên biển và con người, mặc dù ốc sên biển chỉ có khoảng 20 000 tế bào thần kinh trong hệ thần kinh trung ương, còn ở người được cho là có khoảng 100 tỷ tế bào thần kinh.

Giáo sư Glanzman cho biết: “Trong tương lai, RNA có thể được sử dụng để đánh thức hoặc khôi phục bộ nhớ đã đi vào trạng thái không hoạt động trong các giai đoạn sớm của bệnh Alzheimer”. Ông và các cộng sự của mình đã công bố một nghiên cứu trước đó trên tạp chí eLife vào năm 2014 về khả năng phục hồi trí nhớ đã mất.

Có nhiều loại RNA khác nhau, trong nghiên cứu sắp tới, giáo sư Glanzman muốn tìm ra các dạng RNA có thể được sử dụng để truyền bộ nhớ.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180514151920.htm