Trong một bước đột phá có thể thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về quá trình lão hóa, các nhà khoa học tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) đã khám phá ra một "công tắc" sinh học có khả năng kéo dài tuổi thọ ở giun đũa. Điều đáng kinh ngạc là, con người cũng sở hữu cơ chế tương tự, mở ra một chân trời mới đầy hứa hẹn cho việc phát triển các loại thuốc chống lão hóa trong tương lai.
Những phát hiện này vừa được công bố trên tạp chí uy tín Science Advances vào ngày 1 tháng 7.
Giun Đũa Tí Hon và Bài Học Về Sự Sống
Đối tượng nghiên cứu của họ là giun đũa C. elegans, một sinh vật dài chỉ vài milimet nhưng lại là "người hùng thầm lặng" trong các phòng thí nghiệm sinh học. Với vòng đời ngắn (chỉ 2-3 tuần) và bộ gen đã được giải mã gần như hoàn toàn, C. elegans là một mô hình hoàn hảo để nghiên cứu về lão hóa.
Nhóm nghiên cứu, do Giáo sư Seung-Jae V. Lee dẫn đầu, đã tập trung vào hai loại protein quan trọng hoạt động như một hệ thống quản lý năng lượng tinh vi bên trong tế bào của giun:
AMPK: Hãy coi nó như một "cảm biến nhiên liệu". Vai trò của AMPK là liên tục theo dõi mức năng lượng của tế bào. Khi năng lượng sắp cạn kiệt, AMPK sẽ được kích hoạt để ra lệnh cho tế bào tiết kiệm năng lượng và tìm kiếm các nguồn năng lượng mới.
VRK-1: Đây chính là "công tắc" điều khiển AMPK. VRK-1 có nhiệm vụ bật hoặc tắt cảm biến AMPK bằng cách gắn một phân tử phốt phát lên nó.
Về cơ bản, VRK-1 điều khiển AMPK, và AMPK điều khiển trạng thái năng lượng của tế bào.
Thí Nghiệm Bật/Tắt "Công Tắc Trường Thọ"
Sử dụng các kỹ thuật di truyền tiên tiến, các nhà khoa học đã thử nghiệm điều chỉnh hoạt động của gen tạo ra protein VRK-1. Kết quả thật đáng kinh ngạc:
Khi họ tăng cường sản xuất protein VRK-1 (bật công tắc mạnh hơn), tuổi thọ của những con giun đũa tăng lên đáng kể.
Ngược lại, khi họ ức chế sản xuất VRK-1 (tắt công tắc), tuổi thọ của chúng giảm xuống.
Điều này chứng tỏ rằng VRK-1 không chỉ là một protein thông thường, mà là một yếu tố then chốt điều chỉnh tuổi thọ.
Từ Ti Thể Đến Tuổi Thọ Con Người
Nhóm nghiên cứu còn phát hiện ra rằng cơ chế VRK-1-AMPK này hoạt động mạnh mẽ nhất khi năng lượng tế bào bị suy giảm do giảm hô hấp của ti thể. Ti thể, được ví như "nhà máy điện" của tế bào, đóng một vai trò quan trọng trong quá trình lão hóa.
Một nghịch lý thú vị đã được biết đến từ lâu: việc ức chế nhẹ hoạt động của ti thể (giống như việc giảm ga một chút) lại có thể kéo dài tuổi thọ ở nhiều loài, từ ruồi giấm đến động vật có vú. Nghiên cứu mới này đã chỉ ra cơ chế đằng sau nghịch lý đó: khi ti thể hoạt động chậm lại, VRK-1 sẽ được kích hoạt mạnh mẽ hơn, từ đó "bật" cơ chế bảo vệ và kéo dài tuổi thọ của AMPK.
Quan trọng hơn cả, khi các nhà khoa học lặp lại thí nghiệm này trên các tế bào người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, họ đã tái tạo thành công chính xác cơ chế VRK-1-AMPK đã thấy ở giun đũa. Gen VRK-1 gần như không thay đổi trong suốt quá trình tiến hóa, và con người cũng sở hữu nó.
Triển Vọng Cho Tương Lai
Giáo sư Lee giải thích: "Phát hiện này làm tăng khả năng hấp dẫn rằng VRK-1 cũng là một yếu tố điều chỉnh tuổi thọ của con người. Vì vậy, có lẽ chúng ta có thể bắt đầu phát triển các loại thuốc tăng tuổi thọ nhắm vào việc thay đổi hoạt động của VRK-1."
Ngoài ra, nghiên cứu này còn mở ra một hướng đi mới để điều trị các bệnh rối loạn chuyển hóa (như tiểu đường) bằng cách nhắm vào VRK-1.
Tất nhiên, từ giun đũa đến viên thuốc chống lão hóa cho con người là một chặng đường dài. Các nghiên cứu sâu hơn vẫn cần được thực hiện. Tuy nhiên, việc khám phá ra "công tắc trường thọ" VRK-1 là một bước tiến quan trọng, mang lại hy vọng rằng một ngày nào đó, chúng ta có thể can thiệp vào quá trình lão hóa, sống lâu hơn và khỏe mạnh hơn.
