Tin tức | Nhiễm sắc thể ‘ích kỷ’ có thể thúc đẩy tình trạng mất thai sớm
Tại sao phôi người lại dễ tổn thương đến vậy? Vì sao rất nhiều phôi chết trong vài ngày đầu dù đã thụ tinh thành công, thường trước khi thai kỳ được nhận biết? Nghiên cứu từ Trung tâm Milner về Tiến hóa thuộc Đại học Bath, Vương quốc Anh, đưa ra một lời giải thích mới: xung đột ích kỷ giữa các nhiễm sắc thể có thể là nguyên nhân.
Nghiên cứu do Giáo sư Laurence Hurst, giám đốc trung tâm và nhà di truyền học tiến hóa, chủ trì và được công bố trên PLOS Biology. Ông lưu ý rằng khoảng một nửa số trứng đã thụ tinh ở người chết ở giai đoạn rất sớm, thường trước khi thai kỳ được nhận biết. Ngay cả sau khi xác lập được thai kỳ, nhiều phôi vẫn bị mất do sảy thai trong vài tuần.
Số lượng nhiễm sắc thể bất thường là nguyên nhân tiềm ẩn quan trọng
Giáo sư Hurst cho biết số lượng nhiễm sắc thể bất thường là nguyên nhân trực tiếp của phần lớn trường hợp phôi chết sớm. Tế bào người bình thường có 46 nhiễm sắc thể: 23 từ trứng của mẹ và 23 từ tinh trùng của cha. Nhiều phôi không có số lượng tiêu chuẩn này, có thể chỉ có 45 hoặc tới 47 nhiễm sắc thể, dẫn đến mất thai.
Ngay cả trong các bất thường nhiễm sắc thể có thể phát hiện, chẳng hạn hội chứng Down liên quan đến ba bản sao của nhiễm sắc thể 21, khoảng 80% phôi mắc tình trạng này không sống đến đủ tháng.
Vì bất thường nhiễm sắc thể có thể nghiêm trọng như vậy, tại sao chúng lại xảy ra thường xuyên đến thế?
Nhiễm sắc thể ‘ích kỷ’: Động lực tiềm ẩn gây mất phôi
Giáo sư Hurst cho rằng mấu chốt nằm ở quá trình hình thành trứng. Ông phát hiện phần lớn sai sót về số lượng nhiễm sắc thể bắt nguồn từ giai đoạn đầu tiên của quá trình hình thành trứng ở mẹ, thay vì trong quá trình sản xuất tinh trùng. Nghiên cứu cho thấy hơn 70% số trứng đã có số lượng nhiễm sắc thể sai ngay trong quá trình hình thành.
Giai đoạn đầu tiên này cũng là lúc các nhiễm sắc thể ‘ích kỷ’ có thể can thiệp. Một cơ chế gọi là tác động của tâm động cho phép một số nhiễm sắc thể ích kỷ phá rối các nhiễm sắc thể cạnh tranh và buộc chúng đi vào nhiều trứng hơn, từ đó tăng khả năng được di truyền. Nói cách khác, chúng loại bỏ nhiễm sắc thể đáng lẽ phải bắt cặp với mình để tăng mức độ hiện diện ở thế hệ tiếp theo.
Xung đột nhiễm sắc thể này đã được nghiên cứu ở các loài động vật như chuột, và trước đây người ta cũng từng nghi ngờ có cơ chế tương tự ở người. Nghiên cứu của Hurst là nghiên cứu đầu tiên liên kết chặt chẽ cơ chế này với tình trạng phôi chết sớm.
Ông cũng lưu ý rằng ngay cả khi các nhiễm sắc thể ích kỷ này không thúc đẩy thành công và tạo ra số lượng nhiễm sắc thể bất thường, thừa một nhiễm sắc thể hoặc thiếu một nhiễm sắc thể, chúng vẫn có thể đạt lợi thế tiến hóa.
Hy sinh một cá thể để có lợi cho những cá thể khác: Chiến lược tiến hóa khắc nghiệt
Ở người và các loài động vật có vú khác, phôi phát triển bên trong cơ thể mẹ và cần được cung cấp chất dinh dưỡng liên tục. Nếu một phôi chết rất sớm, mẹ có thể bước vào chu kỳ sinh sản khác sớm hơn mà không tiêu tốn thêm nguồn lực. Cơ chế này có thể mang lại lợi ích cho các phôi ‘anh chị em’ còn sống.
Hurst giải thích: "Nếu một nhiễm sắc thể ích kỷ ‘biết’ mình sắp bị loại bỏ, nó có thể dùng các chiến thuật khác thường để phá rối quá trình phân chia tế bào và tự bảo tồn. Nhưng điều này có thể ngăn phôi phát triển và cuối cùng khiến phôi chết."
Đáng ngạc nhiên hơn, cơ chế này không phổ biến ở tất cả động vật. Hurst lưu ý rằng các nhà nghiên cứu không tìm thấy sai sót nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ trong nghiên cứu trên hơn 2,000 phôi cá. Những vấn đề này cũng hiếm gặp ở chim, nơi bất thường nhiễm sắc thể chỉ xảy ra với tỷ lệ 1/25 so với động vật có vú. Điều này có thể liên quan đến thời điểm diễn ra sự cạnh tranh nguồn lực: phôi động vật có vú cạnh tranh trong tử cung, còn chim và cá cạnh tranh sau khi nở.
Hệ quả của một chiến lược sinh sản
Giáo sư Hurst kết luận rằng tỷ lệ phôi chết cao là sản phẩm phụ của sự cạnh tranh ở động vật có vú. "Cái giá của cơ chế này là chúng ta đặc biệt dễ chịu tác động của các đột biến nhiễm sắc thể."
Dữ liệu sơ bộ cho thấy tỷ lệ phôi chết đặc biệt cao ở các loài động vật có vú thường mang một phôi trong mỗi lần mang thai, như người và gia súc, trong khi các loài sinh nhiều con, như chuột và lợn, có tỷ lệ chết thấp hơn một chút. Điều này cũng ủng hộ hiệu ứng phân bổ lại nguồn lực, theo đó những phôi chết để lại nhiều chất dinh dưỡng và không gian hơn cho các phôi cùng lứa.
Hurst cũng lưu ý rằng nồng độ thấp của một protein có tên Bub1 có thể trực tiếp gây mất hoặc tăng nhiễm sắc thể. Ông nói thêm: "Nồng độ Bub1 giảm khi tuổi mẹ tăng, và khả năng phôi có bất thường nhiễm sắc thể cũng tăng theo. Việc tăng protein này có thể giúp khôi phục khả năng sinh sản ở phụ nữ lớn tuổi."
Ông hy vọng nghiên cứu sẽ mở ra những hướng mới để giải quyết vô sinh và sảy thai tái diễn.
Tin tức | Nhiễm sắc thể ‘ích kỷ’ có thể thúc đẩy tình trạng mất thai sớm
Tin tức | Nhiễm sắc thể ‘ích kỷ’ có thể thúc đẩy tình trạng mất thai sớm
Tại sao phôi người lại dễ tổn thương đến vậy? Vì sao rất nhiều phôi chết trong vài ngày đầu dù đã thụ tinh thành công, thường trước khi thai kỳ được nhận biết? Nghiên cứu từ Trung tâm Milner về Tiến hóa thuộc Đại học Bath, Vương quốc Anh, đưa ra một lời giải thích mới: xung đột ích kỷ giữa các nhiễm sắc thể có thể là nguyên nhân.
Nghiên cứu do Giáo sư Laurence Hurst, giám đốc trung tâm và nhà di truyền học tiến hóa, chủ trì và được công bố trên PLOS Biology. Ông lưu ý rằng khoảng một nửa số trứng đã thụ tinh ở người chết ở giai đoạn rất sớm, thường trước khi thai kỳ được nhận biết. Ngay cả sau khi xác lập được thai kỳ, nhiều phôi vẫn bị mất do sảy thai trong vài tuần.
Số lượng nhiễm sắc thể bất thường là nguyên nhân tiềm ẩn quan trọng
Giáo sư Hurst cho biết số lượng nhiễm sắc thể bất thường là nguyên nhân trực tiếp của phần lớn trường hợp phôi chết sớm. Tế bào người bình thường có 46 nhiễm sắc thể: 23 từ trứng của mẹ và 23 từ tinh trùng của cha. Nhiều phôi không có số lượng tiêu chuẩn này, có thể chỉ có 45 hoặc tới 47 nhiễm sắc thể, dẫn đến mất thai.
Ngay cả trong các bất thường nhiễm sắc thể có thể phát hiện, chẳng hạn hội chứng Down liên quan đến ba bản sao của nhiễm sắc thể 21, khoảng 80% phôi mắc tình trạng này không sống đến đủ tháng.
Vì bất thường nhiễm sắc thể có thể nghiêm trọng như vậy, tại sao chúng lại xảy ra thường xuyên đến thế?
Nhiễm sắc thể ‘ích kỷ’: Động lực tiềm ẩn gây mất phôi
Giáo sư Hurst cho rằng mấu chốt nằm ở quá trình hình thành trứng. Ông phát hiện phần lớn sai sót về số lượng nhiễm sắc thể bắt nguồn từ giai đoạn đầu tiên của quá trình hình thành trứng ở mẹ, thay vì trong quá trình sản xuất tinh trùng. Nghiên cứu cho thấy hơn 70% số trứng đã có số lượng nhiễm sắc thể sai ngay trong quá trình hình thành.
Giai đoạn đầu tiên này cũng là lúc các nhiễm sắc thể ‘ích kỷ’ có thể can thiệp. Một cơ chế gọi là tác động của tâm động cho phép một số nhiễm sắc thể ích kỷ phá rối các nhiễm sắc thể cạnh tranh và buộc chúng đi vào nhiều trứng hơn, từ đó tăng khả năng được di truyền. Nói cách khác, chúng loại bỏ nhiễm sắc thể đáng lẽ phải bắt cặp với mình để tăng mức độ hiện diện ở thế hệ tiếp theo.
Xung đột nhiễm sắc thể này đã được nghiên cứu ở các loài động vật như chuột, và trước đây người ta cũng từng nghi ngờ có cơ chế tương tự ở người. Nghiên cứu của Hurst là nghiên cứu đầu tiên liên kết chặt chẽ cơ chế này với tình trạng phôi chết sớm.
Ông cũng lưu ý rằng ngay cả khi các nhiễm sắc thể ích kỷ này không thúc đẩy thành công và tạo ra số lượng nhiễm sắc thể bất thường, thừa một nhiễm sắc thể hoặc thiếu một nhiễm sắc thể, chúng vẫn có thể đạt lợi thế tiến hóa.
Hy sinh một cá thể để có lợi cho những cá thể khác: Chiến lược tiến hóa khắc nghiệt
Ở người và các loài động vật có vú khác, phôi phát triển bên trong cơ thể mẹ và cần được cung cấp chất dinh dưỡng liên tục. Nếu một phôi chết rất sớm, mẹ có thể bước vào chu kỳ sinh sản khác sớm hơn mà không tiêu tốn thêm nguồn lực. Cơ chế này có thể mang lại lợi ích cho các phôi ‘anh chị em’ còn sống.
Hurst giải thích: "Nếu một nhiễm sắc thể ích kỷ ‘biết’ mình sắp bị loại bỏ, nó có thể dùng các chiến thuật khác thường để phá rối quá trình phân chia tế bào và tự bảo tồn. Nhưng điều này có thể ngăn phôi phát triển và cuối cùng khiến phôi chết."
Đáng ngạc nhiên hơn, cơ chế này không phổ biến ở tất cả động vật. Hurst lưu ý rằng các nhà nghiên cứu không tìm thấy sai sót nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ trong nghiên cứu trên hơn 2,000 phôi cá. Những vấn đề này cũng hiếm gặp ở chim, nơi bất thường nhiễm sắc thể chỉ xảy ra với tỷ lệ 1/25 so với động vật có vú. Điều này có thể liên quan đến thời điểm diễn ra sự cạnh tranh nguồn lực: phôi động vật có vú cạnh tranh trong tử cung, còn chim và cá cạnh tranh sau khi nở.
Hệ quả của một chiến lược sinh sản
Giáo sư Hurst kết luận rằng tỷ lệ phôi chết cao là sản phẩm phụ của sự cạnh tranh ở động vật có vú. "Cái giá của cơ chế này là chúng ta đặc biệt dễ chịu tác động của các đột biến nhiễm sắc thể."
Dữ liệu sơ bộ cho thấy tỷ lệ phôi chết đặc biệt cao ở các loài động vật có vú thường mang một phôi trong mỗi lần mang thai, như người và gia súc, trong khi các loài sinh nhiều con, như chuột và lợn, có tỷ lệ chết thấp hơn một chút. Điều này cũng ủng hộ hiệu ứng phân bổ lại nguồn lực, theo đó những phôi chết để lại nhiều chất dinh dưỡng và không gian hơn cho các phôi cùng lứa.
Hurst cũng lưu ý rằng nồng độ thấp của một protein có tên Bub1 có thể trực tiếp gây mất hoặc tăng nhiễm sắc thể. Ông nói thêm: "Nồng độ Bub1 giảm khi tuổi mẹ tăng, và khả năng phôi có bất thường nhiễm sắc thể cũng tăng theo. Việc tăng protein này có thể giúp khôi phục khả năng sinh sản ở phụ nữ lớn tuổi."
Ông hy vọng nghiên cứu sẽ mở ra những hướng mới để giải quyết vô sinh và sảy thai tái diễn.
Nguồn bài viết:
Tổng hợp trên mạng