Lật lại thời tiền sử
Ngày 7/1/2010 các nhà khoa học công bố bằng chứng đầu tiên về sự chèn vật liệu di truyền của của chủng RNA-virus cổ đại (bormavirus), một retrovirus, vào DNA con người, cách đây 40 triệu năm.
Theo đó, các nhà khoa học Nhật đã tìm thấy bản sao gen N- bornavirus (cho nucleoprotein) lắp vào 4 vị trí riêng biệt trong hệ gen người. Keizo Tomonaga, Đại học Osaka tìm thấy hai gen EBL-1và EBLN-2 ở người, giống với gen N-Bormavirus cổ đại. Theo các nhà khoa học, có bằng chứng 8% hệ gen người được retrovirus cài gen của chúng vào. Các nghiên cứu cũng cho thấy, từ hàng triệu năm trước, đã có sự cài gen của retrovirus vào DNA của động vật có vú. Khỉ đột, đười ươi, tinh tinh, voi châu Phi đều mang trong mình các gen cài lồng của retrovirus như vậy. Theo Robert Gifford, nhà virut, vi khuẩn học: "Retrovirus chèn ngẫu nhiên gen của chúng vào DNA của con người và chính nhờ sự chèn ngẫu nhiên này mà con người tạo ra được các gen chức năng mới như gen chống nhiễm khuẩn. Điều này có vẻ hơi lạ so với các hiểu biết của chúng ta. Song có một sự thực hiển nhiên là trong hệ gen người có sự đóng góp của các gen retrovirut cổ đại".
Các nhà khoa học đã có bằng chứng về các mẫu "hóa thạch phân tử" của retrovirus vẫn tồn tại trong các bộ gen các loài bị nhiễm lậu. Sự cài lồng gen của retrovirus vào DNA của người, động vật không những có lợi cho con người, động vật mà còn là cách đảm bảo sự tồn tại phát triển của chính virut. Theo John Coffin, nhà nghiên cứu virus, vi khuẩn học Đại học Tufts (Boston): "Theo dõi sự cài lồng này cho phép ta hình dung sự tiến hóa của virut. Sự hình dung về tiến hóa của các retrovirus từ trước không giống như cách chúng từng có mà hiện ta mới biết". Tiếc rằng, retrovirus luôn luôn thay đổi và do sự biến động đó, khó có thể tìm về cội nguồn xa hơn nữa của nó.
Việc cài gen retrovirus vào DNA của người động vật không chỉ là chuyện của quá khứ. Trong phòng thí nghiệm hiện đại, nhóm Tomanaga đã tích hợp gen virut vào vượn người, chuột, chó. Chuột nhiễm bormavirus hiện đại đã thể hiện sự cài lồng gen retrovirus này vào trong DNA của não chúng.
Như vậy, Retrovirus cài gen của chúng vào người động vật có thể gây hại (ví dụ HIV cài gen vào khỉ xanh, vào người gây ra bệnh dịch thế kỷ AIDS) nhưng cũng có thể cho lợi (ví dụ retrovirus cổ cài gen vào động vật con người giúp hoàn chỉnh bộ gen của mình). Nếu ta biết sử dụng con dao hai lưỡi, chế ngự lưỡi gây hại, tăng cường lưỡi có lợi, sẽ tạo ra hướng chữa bệnh tốt.
Dùng trong liệu pháp gen
Song song với việc nghiên cứu tìm bằng chứng sự cài lồng gen retrovirus vào DNA của người động vật thời cổ đại, các nhà khoa học không mệt mỏi trong việc thử nghiên cứu cài lồng gen virut vào con người, động vật mới.
Nhiều bệnh nan y là do sự sai lệch gen. Một trong những hướng chữa bệnh là sửa chữa những gen hư hỏng đó. Mới gen là một đơn bị vô cùng nhỏ bé, cực kỳ phức tạp. Dùng công nghệ nào để thực hiện thao tác này? Các nhà khoa học dùng loại virut gây mụn rộp môi (Herpex Simples Virus-1= HSV-1), loại bỏ những phần vô ích (có thể gây bệnh), giữ lại phần có ích, rồi tích hợp vào DNA hư hỏng để chúng giúp sữa chữa các gen này (để chữa bệnh). Ngày xưa, retrovirus cổ đại đã cài gen một cách ngẫu nhiên vào DNA của người để giúp con người tạo ra những gen chức năng. Bây giờ con người chủ động lặp lại điều này nhưng có chọn lọc. Một phần gen chọn lọc này, tùy theo thời điểm thích hợp, có thể ở trạng thái nằm yên (ngủ) hay ở trạng thái kích hoạt (thức tỉnh) cài vào DNA của vật chủ giúp vào việc chữa bệnh. Chúng được đặt tên là "người đẹp ngủ". Nói một cách nôm na thì "người đẹp ngủ" không khác gì người hàng xóm của DNA con người, trợ giúp con người chữa bệnh khi cần thiết! Về phương diện công nghệ sinh học, hoàn toàn có thể coi "người đẹp ngủ" là loại vật liệu di truyền di động. Một thành công lớn nữa, các nhà khoa học nối được các mạng gen virut, làm tăng lên nhiều lần tải trọng của vật liệu di truyền di động. Điều này cũng có thể xem như là cách tăng liều lượng, tăng hiệu suất chữa bệnh của vật liệu di truyền di động. Nếu không làm được như vậy thì "người đẹp ngủ" chỉ chèn vào được các đoạn DNA ngắn mà thôi.
Các nhà khoa học cũng có thể sử dụng các virut khác, như lentivirus, một loại adenovirus để làm các thao tác tương tự. Mỗi loại virut có mặt ưu và mặt khuyết. Ví dụ: Herpes simples virus-1 (HSV-1) dễ dàng nhiễm vào tế bào chủ và có thể mang một lượng vật liệu di truyền di động lớn gấp 15-30 lần các virut khác, nhưng khi tích hợp vào tế bào chủ, thì chúng lại phiêu bạt (adrift), nằm im lặng vài tuần mà không thức tỉnh, cài ngay vào DNA để thực hiện nhiệm vụ chữa bệnh như mong muốn trong khi việc chữa bệnh có lúc cần sự thức tỉnh ngay và kéo dài sự thức tỉnh ấy. Vì vậy, tùy vào yêu cầu chữa bệnh mà các nhà khoa học tìm các virus có tính năng thích hợp.
Ngày nay gen trị liệu không phải là vấn đề xa lạ mà đã thực tế trở thành một liệu pháp có nhiều hữu ích. Chủ động chọn lọc và cài gen virut vào DNA của người để chữa bệnh là một hướng đi mới có tính đột phá trong gen trị liệu. Các nhà khoa học đã bước qua phần thực nghiệm trên động vật. Hy vọng một thời gian không xa nữa, ta sẽ thấy cách trị liệu này được áp dụng trên người.