Sống sót trên Sao Hỏa nhờ cấy gen Tardigrade?
Du hành tới sao Hỏa quá nguy hiểm đối với con người, bởi con người sẽ bị tràn khí màng phổi vì thiếu áp lực không khí, sau đó, cơ thể sẽ phình ra, màng nhĩ và mao mạch vỡ tung, máu sẽ sôi lên sùng sục và chết sau 15 giây vì các tia bức xạ trong vũ trụ. Do đó các nhà khoa học phải tìm cách che chắn các phi hành gia đúng cách tránh sự tấn công của bức xạ vũ trụ chết người bằng các bộ đồ bảo hộ.
Tuy nhiên, trong tương lai, điều này có thể thay đổi. Con người có thể đi lại, sống sót trên sao Hỏa nhờ việc cấy DNA từ Tardigrades vào cơ thể, theo nghiên cứu của nhà khoa học Chris Mason, người lãnh đạo một trong 10 nhóm các nhà nghiên cứu NASA.
Tardigrades, còn được gọi "gấu nước", có từ 500 triệu năm trước, được cho là sinh vật có khả năng bất diệt và được tìm thấy ở khắp mọi nơi trên thế giới, từ những ngọn núi cao nhất đến đại dương sâu nhất. Chúng có vẻ ngoài đáng sợ với gương mặt béo phị cùng nhiều nếp gấp, 8 chân có móng vuốt như gấu, còn miệng thì đầy răng sắc nhọn. Tuy nhiên, loài vật này khó quan sát bằng mắt thường vì khi trưởng thành chúng chỉ dài khoảng 0,5mm. Thức ăn của Tardigrades rất đa dạng, từ rong rêu, tảo biển, cho đến thịt động vật khác, thậm chí là thịt đồng loại.
Đa số các loài động vật, đặc biệt là con người, không thể sống thiếu nước. Tuy nhiên, bằng cách nào đó, Tardigrade vẫn sống được mà không cần nước. Chúng tồn tại trong môi trường thiếu nước bằng cách rụt đầu và 8 chân lại, như một cái kén.
Sau đó, cơ thể nó chuyển sang ngủ sâu, dừng mọi hoạt động, gần giống với trạng thái lúc chết. Nó hạ thấp trao đổi chất xuống mức 0,01% so với bình thường, và tồn tại trong nhiều thập kỷ, hoạt động trở lại khi tiếp xúc với nước. Ngoài ra, ở loài gấu nước còn có khả năng chống oxy hóa thú vị. Tồn tại lâu trong trạng thái khô, DNA của Tardigrade sẽ bị hư hỏng, Tuy nhiên, khi tỉnh dậy, nó có thể sửa chữa lại DNA.
Không những không cần nước, Tardigrade còn có thể sống sót trong mọi nhiệt độ. Người ta thử đun nó ở mức nhiệt 125 độ C trong vài phút nó vẫn sống sót, còn ở nhiệt độ 151 độ C trong 15 phút, nó sống lại khi tiếp xúc với nước. Ngay cả khi chiếu tia X liều gây chết người, hay tia alpha, gamma và cực tím quá liều... chúng vẫn trong trại thái bình thường.
Ngay cả trong không khí lỏng -200 độ C và trong nitơ lỏng ở -253 độ C, trong helium lỏng ở -272 độ C... Tardigrade sống lại ngay khi tiếp xúc với nước. Chúng còn có thể tồn tại trong áp suất 600 MPa ở điều kiện ngủ đông trong khi hầu hết các vi sinh vật ngừng chuyển hóa ở 30 MPa, và vi khuẩn không thể chịu được áp lực quá 300 Mpa.
Với khả năng sống sót trong điều kiện có thể giết chết hầu hết các sinh vật khác của Tardigrade, Chris Mason, nhà di truyền học và Phó Giáo sư sinh- lý học tại Đại học Weill Cornell ở New York, tin rằng DNA của nó là thứ có thể đưa con người lên sao Hỏa.
Tardigrades có thể sống sót trong chân không vũ trụ, nhiệt độ và bức xạ bằng không - và DNA của chúng có thể là mối liên kết còn thiếu với việc di chuyển không gian đường dài. Các chuyên gia tin rằng DNA của nó có thể được sử dụng để biến đổi gen người, cho phép họ chịu được tác động của không gian vũ trụ. Một trong những vấn đề chính mà các nhà nghiên cứu tập trung vào là phóng xạ, vì các phi hành gia có thể bị bắn phá với lượng phóng xạ gấp 700 lần so với bức xạ trên Trái đất.
Mason đã đề xuất nhiều cách tiếp cận về cách kỹ thuật di truyền của một người sẽ là chìa khóa cho các sứ mệnh không gian thành công đến sao Hỏa và các thế giới xa xôi khác, cụ thể là kết hợp DNA của Tardigrades, với tế bào người để làm cho chúng chống lại tác động có hại của ánh sáng không gian, như bức xạ.
Ý tưởng này đã được các nhà khoa học trình bày trong một nghiên cứu năm 2016, sau khi họ phát hiện ra một protein được đặt tên là Dsup trên gấu nước. Protein này đã giúp cho những con gấu nước chống chịu được dưới môi trường bức xạ cao.
Bằng một thí nghiệm kết hợp protein Dsup trên tế bào người, các nhà khoa học đã chứng minh rằng các tế bào được biến đổi có khả năng chống lại hơn 50% thiệt hại mà tia X có thể tạo ra so với các tế bào bình thường khác; đồng thời chúng vẫn giữ được khả năng sinh sản. Mason nói rằng kết quả nghiên cứu này có thể được ứng dụng trên con người nhằm mục đích giúp con người tiến hóa để sống được trên sao Hỏa.
Mason cho biết: “Nếu chúng ta không chỉnh sửa gen mà đưa những nhà du hành lên sao Hỏa một vài năm, cơ thể họ cũng tự tiến hóa để thích nghi với môi trường sống đó. Sự tiến hóa của con người là điều tất yếu sẽ xảy ra, chỉ là con người nên chỉnh sửa gen trước khi lên sao Hỏa, hay để lên sao Hỏa rồi mới đột biến gen tự nhiên?”.
Mặc dù hướng đến việc giúp con người có thêm khả năng sống được trên sao Hỏa một cách an toàn, mà không can thiệp vào khả năng sống của họ trên Trái đất, song ý tưởng can thiệp vào bộ gen con người này cũng vấp phải những tranh cãi về mặt đạo đức.
Tuy nhiên, Mason nhấn mạnh rằng có khả năng sẽ có nhiều thập kỷ nghiên cứu được hoàn thành trước khi loại khoa học này được áp dụng cho con người.
Ông nói: "Tôi không có bất kỳ kế hoạch nào về việc tạo ra các phi hành gia chỉnh sửa gen trong một đến hai thập kỷ tới. Nếu chúng ta có thêm 20 năm khám phá và nghiên cứu, tôi hy vọng việc chỉnh sửa gen để giúp con người có thể sống sót tốt hơn trên sao Hỏa là khả thi".
Không những thế, Mason còn cho biết, công nghệ này có thể được sử dụng để "chống lại tác động của phóng xạ đối với các tế bào khỏe mạnh trong quá trình điều trị ung thư trên Trái đất".