Nghiên cứu 20 năm tại Nhật Bản cho thấy đột biến gene tích tụ khiến nhân bản vô tính không thể kéo dài vô hạn, dẫn đến ‘sụp đổ di truyền’.
Thí nghiệm bắt đầu từ năm 2005 khi các nhà khoa học tại Đại học Yamanashi tạo ra một con chuột cái bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào.
Sau đó họ tiếp tục “tái nhân bản” những con chuột này qua nhiều thế hệ, tạo ra hơn 1.200 con chuột từ một cá thể ban đầu duy nhất. Quá trình này kéo dài đến thế hệ thứ 58 – mức xa nhất từng đạt được trong nghiên cứu nhân bản động vật có vú.
Trong khoảng 25 thế hệ đầu tiên, những con chuột nhân bản gần như không có khác biệt rõ rệt so với cá thể chuột ban đầu. Thậm chí tỉ lệ thành công còn cải thiện qua mỗi thế hệ nhân bản.
Điều này từng khiến các nhà khoa học tin rằng việc nhân bản liên tục có thể duy trì vô hạn. Tuy nhiên, sau mốc này, xu hướng bắt đầu đảo chiều.
Từ thế hệ thứ 27 trở đi, các đột biến gene tích tụ ngày càng nhiều, kéo theo sự suy giảm khả năng sinh sản, theo trang IFLScience.
Đến thế hệ thứ 57, tần suất đột biến có hại đã tăng gần gấp đôi, bao gồm các biến đổi cấu trúc lớn trong nhiễm sắc thể và hiện tượng mất nhiễm sắc thể X. Dù vậy, nhiều cá thể thế hệ thứ 57 vẫn sống bình thường.
Đến thế hệ thứ 58, các con chuột nhân bản chết ngay sau khi sinh, đánh dấu “điểm kết thúc” của chuỗi nhân bản.
“Sụp đổ di truyền”
Phát hiện này phù hợp với lý thuyết “bánh cóc Muller” (Muller’s ratchet), cho rằng trong sinh sản vô tính, các đột biến có hại sẽ tích lũy không thể đảo ngược, cuối cùng dẫn đến “sụp đổ di truyền”.
Nghiên cứu cũng cho thấy chuột nhân bản có số lượng đột biến cao gấp khoảng ba lần so với chuột sinh sản tự nhiên, dù nguyên nhân chính xác vẫn chưa được làm rõ.
Một điểm đáng chú ý là khi các cá thể nhân bản ở thế hệ muộn được cho giao phối tự nhiên, thế hệ con cháu của chúng có những con lại phục hồi khả năng sinh sản bình thường.
Điều này cho thấy sinh sản hữu tính đóng vai trò “làm mới” bộ gene, giúp loại bỏ hoặc giảm thiểu các đột biến tích tụ.
Những kết quả này có ý nghĩa quan trọng đối với các ứng dụng của nhân bản vô tính, từ bảo tồn loài nguy cấp đến chăn nuôi và thậm chí là nhân bản thú cưng.
Dù công nghệ này vẫn hữu ích trong ngắn hạn, nghiên cứu nhấn mạnh rằng nó không thể thay thế hoàn toàn sinh sản tự nhiên trong dài hạn.
Theo các tác giả, giải pháp khả thi là lưu trữ tế bào gốc từ cá thể ban đầu để tạo ra các bản sao mới khi cần, thay vì tiếp tục nhân bản qua nhiều thế hệ.
Qua đó, nghiên cứu khẳng định một nguyên tắc tiến hóa cơ bản: sinh sản hữu tính vẫn là yếu tố không thể thiếu để duy trì sự ổn định di truyền của các loài động vật có vú.
Nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Communications.
