Nếu bạn cắt chân một con kỳ nhông, nó sẽ mọc lại. Tuy nhiên, con người không thể quản lý được mánh khóe. Những lý do không đơn giản, và ở một mức độ nào đó vẫn còn một chút bí ẩn.
"Chúng tôi thực sự tái tạo rất tốt; ví dụ, lớp biểu bì của chúng tôi", David Gardiner, giáo sư sinh học tế bào và phát triển tại Đại học California, Irvine, nói với Live Science, đề cập đến lớp da trên cùng. "Lớp lót ruột của chúng tôi, chúng tôi có thể tái tạo các bit và miếng. Nhưng chúng tôi không tái tạo các cấu trúc phức tạp hơn này."
Gardiner đã nghiên cứu tái sinh kỳ giông trong nhiều thập kỷ, tìm kiếm cơ chế cơ bản của siêu cường. Sự tái sinh của con người, theo ông, có khả năng vẫn còn trong tương lai, nhưng không quá xa - có thể một trong những sinh viên tốt nghiệp hoặc nghiên cứu sau tiến sĩ của ông sẽ bẻ khóa nó, và tái tạo chân tay sẽ là một phần của bộ công cụ y tế.
Đó là bởi vì, theo lý thuyết, việc mọc lại một chi của con người là có thể. Ví dụ, trong da, nếu vết cắt không sâu, sẽ không có sẹo do quá trình chữa lành giúp tái tạo tế bào da. Con người cũng có thể tái tạo các đầu ngón tay nếu các tế bào dưới móng tay vẫn còn nguyên vẹn. Xương sẽ đan lại với nhau nếu bạn nối lại các mảnh, giả sử, bằng vít hoặc đúc. Gan của con người cũng có thể phát triển để lấp đầy không gian và xây dựng lại một số cấu trúc đã bị hư hại.
Trồng toàn bộ chi
Nhưng tái tạo chân tay (của loại kỳ giông làm) không chỉ là thay thế mô. Để một chi để tái tạo, bạn cần xương, cơ, mạch máu và dây thần kinh. Có những tế bào gốc trưởng thành, một loại tế bào không phân biệt có thể trở thành chuyên biệt, giúp tái tạo cơ bắp, nhưng dường như chúng không kích hoạt. "Bạn có thể tái tạo các mạch máu và thậm chí là các dây thần kinh", Gardiner nói. "Nhưng toàn bộ cánh tay không thể."
Stéphane Roy, giám đốc phòng thí nghiệm tái tạo mô ở động vật có xương sống tại Đại học Montreal, lưu ý rằng da, gan và xương không tái tạo theo cùng một cách mà kỳ nhông làm điều đó.
"Con người chỉ có thể thay thế lớp da bề mặt, (trên thực tế, đó là một quá trình liên tục được gọi là cân bằng nội môi)," ông nói trong một email. "Hầu hết bụi trong nhà là tế bào da chết mà chúng ta đã mất."
"Gan cũng khá khác so với tái tạo chân tay ở kỳ nhông", Roy nói. "Tái tạo gan thực sự là tăng sản bù, có nghĩa là những gì còn lại sẽ tăng kích thước để bù đắp cho những gì đã mất." Vì vậy, mô gan ở đó sẽ phát triển lớn hơn, nhưng nếu toàn bộ gan bị mất, nó không thể tái tạo.
"Những gì đã mất sẽ không tái phát, và do đó bạn không thể cắt bỏ gan, trái ngược với các chi trong một con kỳ nhông, có thể bị cắt bỏ nhiều lần và mỗi lần một chi mới sẽ tái sinh."
Con người có khả năng tái sinh
Tuy nhiên, Gardiner cho biết con người xây dựng toàn bộ hệ thống cơ quan trong bụng mẹ; từ một số thông tin di truyền, một phôi người phát triển thành một người hoàn chỉnh trong chín tháng. Vì vậy, có một khả năng hạn chế để tái chế mọi thứ và điều đó có ý nghĩa tiến hóa - con người phải có khả năng chữa lành, ông nói.
Trên hết, bộ máy di truyền cơ bản ở người và kỳ nhông không khác nhau, mặc dù tổ tiên chung cuối cùng của chúng ta đã chuyển hướng trong thời kỳ Devonia, khoảng 360 triệu năm trước. "Không có gen đặc biệt để tái sinh", Gardiner nói. "Có những bước họ trải qua và ít nhất một trong những bước đó không hoạt động ở người."
Để mọc lại một chi, các tế bào cần phải biết chúng đang ở đâu - chúng ở đầu ngón tay của ngón tay, hay chúng ở khớp khuỷu tay? - và họ cần xây dựng các cấu trúc đúng theo thứ tự đúng. Salamander có những gen nhất định bị "tắt" ở người, Gardiner nói. Có lẽ những gen đó cho phép tái sinh, hoặc ít nhất là giúp kiểm soát quá trình. Một cái gì đó trong quá khứ tiến hóa của con người được chọn chống lại việc thể hiện những gen đó theo cách mà kỳ nhông làm. Không ai biết đó là cái gì, anh nói.
Năm 2013, một nhà khoa học người Úc, James Godwin, tại Đại học Monash có thể đã giải quyết được một phần bí ẩn đó. Ông phát hiện ra rằng các tế bào, được gọi là đại thực bào, dường như ngăn chặn sự tích tụ mô sẹo trong kỳ giông. Đại thực bào tồn tại ở các động vật khác, bao gồm cả con người, và là một phần của hệ thống miễn dịch. Chức năng của chúng là ngăn chặn nhiễm trùng và gây viêm, đó là tín hiệu cho phần còn lại của cơ thể cần sửa chữa. Salamander thiếu đại thực bào không thể tái tạo chân tay của họ, và thay vào đó hình thành sẹo.
Gardiner cho biết công việc của Godwin là một bước để hiểu được sự tái sinh chân tay. Thông thường kỳ giông không phát triển mô sẹo. Khi con người rách một cơ hoặc bị một vết cắt đủ sâu, gây tổn thương mô liên kết, mô sẹo hình thành. Mô sẹo này không cung cấp chức năng tương tự như các công cụ ban đầu.
"Nếu tôi có thể khiến một con kỳ giông bị sẹo thực sự sẽ là một thứ gì đó", Gardiner nói, bởi vì điều đó sẽ làm sáng tỏ cơ chế khiến con người không thể mọc lại chân tay hoặc nội tạng. Vì vậy, đại thực bào có thể là một phần của câu chuyện, nhưng không phải tất cả.
Tái tạo thần kinh và chân tay
Khả năng "giữ trẻ" có thể thêm một cái nhìn sâu sắc khác về bí ẩn của sự tái sinh chân tay. Kỳ giông Mexico, được gọi là axolotls, hoặc Ambystoma mexican, là neotenic, có nghĩa là họ giữ các đặc điểm vị thành niên vào tuổi trưởng thành. Đây là lý do tại sao axolotls giữ lại mang khi chúng trưởng thành, trong khi các loài kỳ giông khác thì không.
Con người cũng sở hữu neoteny, đó là lý do tại sao người lớn trông giống con của chúng ta hơn là trường hợp của các loài linh trưởng khác và tại sao chúng ta mất nhiều thời gian để trưởng thành hơn, nói, tinh tinh làm. Có một số kết nối, có lẽ, với neoteny và tái sinh. Gardiner lưu ý rằng những người trẻ tuổi dường như có khả năng chữa lành tốt hơn những người lớn tuổi.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu tại Trường Y Harvard phát hiện ra rằng một gen có tên Lin28a, hoạt động ở động vật chưa trưởng thành (và con người), nhưng tắt dần khi trưởng thành, có tác dụng giúp chuột tái tạo mô - hoặc ít nhất là để lấy lại các mẹo của ngón chân và tai của họ. Khi các con vật được hơn 5 tuần tuổi, chúng không thể tái tạo lại những bộ phận đó, ngay cả khi chức năng Lin28a bị kích thích. Lin28a là một phần của hệ thống kiểm soát động vật đối với quá trình trao đổi chất - khi được kích thích, nó có thể khiến động vật tạo ra nhiều năng lượng hơn, như thể nó còn trẻ hơn.
Nhưng bản chất chính xác của kết nối vẫn chưa được hiểu rõ. Trong khi tất cả các kỳ giông có thể tái tạo chân tay, chỉ có axolotls là neotenic, Roy lưu ý.
Salamander, đặc biệt là axolotls, có thể tuyển dụng các tế bào gốc để bắt đầu mọc lại các chi và các loại tế bào phản ứng với vị trí vết thương cũng xuất hiện liên quan đến việc các chi có thể mọc lại hay không. Gardiner đã có thể khiến kỳ giông phát triển thêm chi bằng cách kích thích sự phát triển của các tế bào thần kinh ở vị trí vết thương.
"Nó có thể liên quan đến phản ứng miễn dịch mạnh, hoặc giải phóng cụ thể một số yếu tố tăng trưởng hoặc kết hợp cả hai. Đó có thể là một phần của câu hỏi về sinh lý học: Tay chân Salamander nhỏ hơn nhiều so với con người, tuy nhiên, ếch không thể tái sinh Tay chân, vì vậy nó có thể không chỉ là một câu hỏi về kích thước, "Roy nói.
Bí ẩn này vẫn còn một - ít nhất là cho đến bây giờ.
Bài viết gốc về Khoa học trực tiếp.
