Phạm Thanh Bình
Writer
Cái gì có trước, con gà hay quả trứng? Nếu chúng ta nói về trứng nói chung, thì quả trứng có trước, nhưng một nghiên cứu mới về một sinh vật đơn bào cổ đại cho thấy các công cụ di truyền để "tạo ra" trứng có thể đã có trước khi động vật xuất hiện.
Nghiên cứu do các nhà nghiên cứu tại Đại học Geneva thực hiện tập trung vào việc xác định nguồn gốc tiến hóa của quá trình phôi thai, quá trình phát triển trong đó một trứng đơn bào đã thụ tinh (hợp tử) biến thành phôi thai được tạo thành từ nhiều tế bào.
Bước đầu tiên trong quá trình này được gọi là sự phân cắt, trong đó hợp tử trải qua quá trình phân chia tế bào, nhưng không phát triển. Giai đoạn này, cùng với các yếu tố quan trọng khác của quá trình phôi thai, là những đặc điểm vẫn được bảo tồn tốt trong suốt quá trình tiến hóa của động vật.
Mặc dù vậy, các nhà khoa học biết rất ít về cách phôi thai ra đời. Sự sống trên Trái đất bắt đầu từ đơn bào – vậy làm thế nào chúng ta có thể kết thúc bằng một quá trình biến đổi một tế bào đơn lẻ thành một động vật đa bào?
Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu về một họ hàng xa mới được phát hiện của chúng ta: Chromosphaera perkinsii , một loài sinh vật đơn bào đã tách ra khỏi con đường tiến hóa dẫn đến động vật cách đây hơn một tỷ năm.
Trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã quan sát sự phát triển của C. perkinsii theo thời gian thực, sử dụng một kỹ thuật gọi là hình ảnh trường sáng dài hạn. Từ đó, họ phát hiện ra rằng, giống như giai đoạn phân cắt của phôi động vật, tế bào C. perkinsii phát triển trong khoảng 65 giờ, trước khi phân chia thành một quần thể đa bào mà không phát triển thêm nữa.
Nhóm nghiên cứu cũng tìm hiểu sâu hơn về các loại gen được biểu hiện và các phân tử sinh học được tạo ra trong giai đoạn này. Một lần nữa, họ tìm thấy những điểm tương đồng với quá trình hình thành phôi ở động vật – và thậm chí là một bộ công cụ phân tử có sự tương đồng với quá trình trưởng thành của trứng động vật .
“Trước lần phân chia đầu tiên, C. perkinsii sản xuất và tích lũy các thành phần tế bào quan trọng như protein và lipid theo cách tương tự như quá trình trưởng thành của trứng”, nhóm nghiên cứu viết trong nghiên cứu.
Omaya Dudin, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố : ''Mặc dù C. perkinsii là loài đơn bào, nhưng hành vi này cho thấy quá trình phối hợp và phân hóa đa bào đã có ở loài này từ rất lâu trước khi những loài động vật đầu tiên xuất hiện trên Trái Đất" .
Ý nghĩa của những phát hiện trong nghiên cứu này đối với quá trình tiến hóa của phôi thai, và đặc biệt là quá trình phân cắt, vẫn đang được tranh luận - liệu quá trình được thấy ở C. perkinsii có chung con đường tiến hóa với quá trình được thấy ở động vật hay không, hay những quá trình tương tự chỉ tình cờ tiến hóa độc lập với nhau?
Bất chấp điều đó, tác giả đầu tiên Marine Olivetta kết luận: "Thật hấp dẫn, một loài được phát hiện gần đây cho phép chúng ta quay ngược thời gian hơn một tỷ năm".
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Nature.
Nghiên cứu do các nhà nghiên cứu tại Đại học Geneva thực hiện tập trung vào việc xác định nguồn gốc tiến hóa của quá trình phôi thai, quá trình phát triển trong đó một trứng đơn bào đã thụ tinh (hợp tử) biến thành phôi thai được tạo thành từ nhiều tế bào.
Bước đầu tiên trong quá trình này được gọi là sự phân cắt, trong đó hợp tử trải qua quá trình phân chia tế bào, nhưng không phát triển. Giai đoạn này, cùng với các yếu tố quan trọng khác của quá trình phôi thai, là những đặc điểm vẫn được bảo tồn tốt trong suốt quá trình tiến hóa của động vật.
Mặc dù vậy, các nhà khoa học biết rất ít về cách phôi thai ra đời. Sự sống trên Trái đất bắt đầu từ đơn bào – vậy làm thế nào chúng ta có thể kết thúc bằng một quá trình biến đổi một tế bào đơn lẻ thành một động vật đa bào?
Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu về một họ hàng xa mới được phát hiện của chúng ta: Chromosphaera perkinsii , một loài sinh vật đơn bào đã tách ra khỏi con đường tiến hóa dẫn đến động vật cách đây hơn một tỷ năm.
Trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã quan sát sự phát triển của C. perkinsii theo thời gian thực, sử dụng một kỹ thuật gọi là hình ảnh trường sáng dài hạn. Từ đó, họ phát hiện ra rằng, giống như giai đoạn phân cắt của phôi động vật, tế bào C. perkinsii phát triển trong khoảng 65 giờ, trước khi phân chia thành một quần thể đa bào mà không phát triển thêm nữa.
Nhóm nghiên cứu cũng tìm hiểu sâu hơn về các loại gen được biểu hiện và các phân tử sinh học được tạo ra trong giai đoạn này. Một lần nữa, họ tìm thấy những điểm tương đồng với quá trình hình thành phôi ở động vật – và thậm chí là một bộ công cụ phân tử có sự tương đồng với quá trình trưởng thành của trứng động vật .
“Trước lần phân chia đầu tiên, C. perkinsii sản xuất và tích lũy các thành phần tế bào quan trọng như protein và lipid theo cách tương tự như quá trình trưởng thành của trứng”, nhóm nghiên cứu viết trong nghiên cứu.
Omaya Dudin, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố : ''Mặc dù C. perkinsii là loài đơn bào, nhưng hành vi này cho thấy quá trình phối hợp và phân hóa đa bào đã có ở loài này từ rất lâu trước khi những loài động vật đầu tiên xuất hiện trên Trái Đất" .
Ý nghĩa của những phát hiện trong nghiên cứu này đối với quá trình tiến hóa của phôi thai, và đặc biệt là quá trình phân cắt, vẫn đang được tranh luận - liệu quá trình được thấy ở C. perkinsii có chung con đường tiến hóa với quá trình được thấy ở động vật hay không, hay những quá trình tương tự chỉ tình cờ tiến hóa độc lập với nhau?
Bất chấp điều đó, tác giả đầu tiên Marine Olivetta kết luận: "Thật hấp dẫn, một loài được phát hiện gần đây cho phép chúng ta quay ngược thời gian hơn một tỷ năm".
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Nature.
