Lý giải nọc độc trong rắn
Nghiên cứu do các chuyên gia tại Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (Nhật Bản) đồng thực hiện với Trường Đại học Quốc gia Australia (Australia) và được công bố trên tạp chí khoa học Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Nghiên cứu chỉ ra mối liên hệ giữa tuyến nước bọt ở động vật có vú và tuyến nọc độc ở rắn.
Agneesh Barua, tác giả chính của bài nghiên cứu đồng thời là nghiên cứu sinh về di truyền học tiến hóa tại Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa, Nhật Bản, cho biết: “Trước đây, chúng tôi đã có những nền tảng cơ bản để tìm hiểu về vấn đề này. Bây giờ, nhờ tiến hóa, chúng tôi có thể đào sâu và chính xác hơn vào mối liên hệ giữa tuyến nước bọt ở động vật có vú và tuyến nọc độc ở rắn”.
Trước đây, các nhà khoa học tin rằng tuyến nọc độc được tiến hóa từ tuyến nước bọt bởi trong nọc độc có thành phần là các chất protein bị biến đổi từ nước bọt.
Hệ thống nọc độc trong miệng được giả định phát triển qua tiến hóa nhưng tiến hóa như thế nào và cấu trúc phân tử trong hệ thống nọc độc ra sao vẫn còn là ẩn số.
Nghiên cứu của Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa cùng Trường ĐH Quốc gia Australia là những bằng chứng khoa học đầu tiên đi tìm lời giải đáp cho giả tuyết này.
Để sản sinh độc tố, rắn đã tiến hóa theo hướng biến đổi nhiều chất khác nhau trong cơ thể thành nọc độc. Ban đầu, các nhà khoa học nghi ngờ gene đứng sau việc hình thành chất độc trong nọc rắn và một số loài khác nhau như nhện, cu li – loài linh trưởng duy nhất có nọc độc.
Tuy nhiên nghiên cứu không tìm ra nguyên nhân nọc độc phát triển trong miệng của các loài động vật.
Nhà khoa học Barua giải thích nghiên cứu không tập trung vào độc tố vì chúng phát triển nhanh chóng, là hỗn hợp phức tạp từ nhiều hợp chất. Từ đó, các nhà khoa học quyết định chuyển hướng không kiểm tra các gene tạo ra độc tố mà nghiên cứu gene hỗ trợ thay đổi hệ thống nước bọt thành tuyến nọc độc trong miệng. Đây là những gene có liên quan đến nọc độc nhưng không chịu trách nhiệm tạo ra độc tố.
Liên hệ với độc tố trong cơ thể người
Qua kiểm tra bộ gene của loài rắn habu Đài Loan, các nhà nghiên cứu tìm thấy gene hỗ trợ thay đổi, đặt là “mạng metavenom”. Loại gene này có nhiệm vụ bảo vệ tế bào khỏi căng thẳng do sản xuất lượng lớn protein.
Các gene tương tự cũng được tìm thấy ở tuyến nước bọt của một số loài động vật có vú như tinh tinh, chuột, thậm chí là con người hay các loài động vật đẻ trứng trên cạn như chim, bò sát.
Hai loại gene này có cách thức hoạt động khá giống nhau. Cả hai đều tạo ra lượng lớn protein trong nước bọt. Với rắn, gene này giúp tạo ra nước bọt chứa độc tố lớn, phù hợp với mục đích săn mồi và tự vệ của chúng. Trong khi tại các loài động vật có vú như con người, gene cũng tạo ra lượng lớn protein trong nước bọt nhưng không chứa độc tố.
Barua nhận xét điểm chung của các gene này là khả năng tạo ra độc tố nhưng rắn kết hợp nhiều chất độc khác nhau còn các loài động vật có vú tạo ra nọc độc đơn giản hơn, có độ tương đồng với nước bọt. Thực tế, trong một số điều kiện môi trường nhất định, chuột có thể tạo ra nhiều protein chứa độc tố trong nước bọt.
Hay trong nước bọt của con người chứa Kallikrein, một loại enzym giúp tiêu hóa các protein và chúng cũng là thành phần trong “mạng metavenom”.
Nếu bị đột biến, Kallikrein sẽ chuyển hóa nước bọt thành nọc độc gây đau đớn và tử vong cho đối tượng bị nhiễm. Nếu vậy, theo quá trình tiến hóa, trong vạn năm tới loài chuột có thể có nọc độc trong miệng và con người cũng vậy.
Cơ chế sản sinh nọc độc
Tuy nhiên, Barua cho biết, Kallikreins trong nước bọt của con người khó có thể tiến hóa thành độc tố trong nọc rắn. “Mạng metavenom” là phương pháp tự vệ hoặc cách triệt tiêu con mồi và nó tiến hóa dựa theo cách sống của loài vật.
Cùng là loài rắn nhưng sống ở các địa hình, môi trường khác nhau thì độc tố cũng khác nhau. Chẳng hạn, rắn sống ở sa mạc, chủ yếu săn chuột trên địa hình bằng phẳng, nọc độc của chúng sẽ ngấm từ từ vào con mồi. Nhưng rắn sống ở những ngọn núi đá có độc tố mạnh hơn, lập tức giết chết loài vật lanh lẹ như thằn lằn.
Trong khi đó, con người đã phát minh ra những công cụ, vũ khí và cấu trúc xã hội để tăng năng suất lao động và chế biến thức ăn nên không cần sử dụng nọc độc.
Ngoài ra, việc tạo nọc độc rất khó. Nếu không được sử dụng thường xuyên, nọc độc sẽ mất đi. Ví dụ, loài rắn biển từng sở hữu nọc độc nhưng giờ vô hại vì chúng chuyển từ ăn cá sang ăn trứng cá, món ăn không cần sử dụng độc tố.
Nghiên cứu mới có thể không làm dấy lên hy vọng về “siêu năng lực” của con người nhưng các nhà khoa học đã tìm ra phương pháp các loài kiểm soát nọc độc trong cơ thể, từ đó có thể là chìa khóa của y học.
Tìm hiểu cách các gene kiểm soát sự biểu hiện protein ra bên ngoài có thể nhận biết các bệnh như ung thư. Vì phần lớn tử vong do ung thư là vì các tế bào ung thư phát triển ngoài tầm kiểm soát.
