Con người và tinh tinh có quan hệ tiến hóa gần gũi, với khoảng 98,8% trình tự ADN tương đồng. Tuy nhiên, hai loài vẫn có những khác biệt đáng kể về đặc điểm sinh học, trong đó có quá trình phát triển và kích thước não bộ.

Công bố trên tạp chí Science Advances, nghiên cứu do nhóm các nhà khoa học tại Đại học Lund (Thụy Điển) thực hiện đã cho thấy sự khác biệt trong quá trình phát triển não bộ này có thể do tác động từ một loại virus cổ đại.

Phát hiện dấu vết virus cổ trong ADN của tinh tinh

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã tập trung vào một loại virus cổ đại có tên PTERV1. Đây là một loại virus từng được xác định xuất hiện trong các loài tổ tiên của tinh tinh và một số loài vượn lớn ở châu Phi, nhưng không được tìm thấy trong bộ gene người.

Theo đó, khoảng 4 triệu năm trước, virus này đã đưa vật liệu di truyền vào bộ gene của tổ tiên tinh tinh. Những đoạn ADN có nguồn gốc từ virus vẫn tồn tại trong bộ gene của loài này và có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các gene liên quan.

Một đoạn ADN được xác định do PTERV1 để lại có khả năng làm gián đoạn hoạt động của LINC00662, một phân tử ARN được tạo ra từ ADN và có vai trò trong quá trình phát triển não bộ.

Theo bà Patricia Gerdes, nhà di truyền học thần kinh phân tử tại Đại học Lund, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu, LINC00662 hoạt động vào đầu giai đoạn phát triển não người. Các thí nghiệm cho thấy phân tử này góp phần giúp tế bào thần kinh trưởng thành và phát triển các cấu trúc có chức năng tiếp nhận, truyền tín hiệu trong não.

Ở loài tinh tinh, đoạn ADN có nguồn gốc từ virus làm gián đoạn hoạt động của LINC00662, gợi mở khả năng rằng sự xâm nhập của virus có thể đã ảnh hưởng đến một số quá trình phát triển tế bào thần kinh ở loài này.

Để tìm hiểu chức năng của LINC00662, nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm trên các mô hình não người thu nhỏ được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Đây là những cụm tế bào được sử dụng để mô phỏng một số đặc điểm của quá trình phát triển não bộ.

Kết quả cho thấy khi các nhà khoa học làm bất hoạt LINC00662, tế bào thần kinh trưởng thành kém hơn, đồng thời các nhánh và sợi trục của tế bào cũng phát triển hạn chế hơn so với khi phân tử này hoạt động bình thường.

Trong một thí nghiệm khác, nhóm nghiên cứu loại bỏ đoạn ADN có nguồn gốc từ virus khỏi tế bào gốc của tinh tinh. Sau khi đoạn ADN này được loại bỏ, hoạt động của LINC00662 được khôi phục. Kết quả củng cố nhận định rằng đoạn ADN virus góp phần làm gián đoạn hoạt động của phân tử nói trên.

Tuy nhiên, các nhà khoa học nhấn mạnh rằng kết quả thí nghiệm chưa thể chứng minh rằng việc loại bỏ đoạn ADN virus có thể làm thay đổi quá trình phát triển não bộ của loài tinh tinh, hay có thể gây ảnh hưởng với hình thái, chức năng cũng như khả năng của não bộ của người nếu ADN virus xuất hiện trong gene của người hay không.

"Sự khác biệt về não bộ xuất phát từ nhiều ảnh hưởng di truyền và phát triển, và việc loại bỏ một đoạn khỏi một bộ não trưởng thành sẽ không đảo ngược được quá trình phát triển não bộ trước đó", bà nói.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu chưa xác định được nguyên nhân khiến tổ tiên loài tinh tinh bị nhiễm loại virus cổ đại này, mà ở bộ gene người lại không hề có dấu vết.

Một giả thuyết cho rằng protein kháng virus TRIM5α ở người có thể đã góp phần ngăn chặn sự lây nhiễm này. Ngoài ra, tổ tiên của người và tinh tinh có thể từng sinh sống ở những khu vực khác nhau khi virus lan truyền. Tuy nhiên, những khả năng này vẫn cần được nghiên cứu thêm.