Dac uyn

"Sự kinh ngạc của Darwin": Khi những virus hồi sinh?
Có một sự thật là có những virus có khả năng sao chép đã bị tuyệt chủng - những hóa
thạch của các cuộc chiến giữa các phân tử kéo dài trong nhiều thế hệ - đã tạo nên 8% chuỗi
gen con người.
Phòng riêng của virus

1- H5N1; 2 - Virut đậu mùa; 3 - Ung thư; 4 - SARS; 5 - HIV; 6 - Tế bào gốc
Văn phòng của Thierry Heidmann, nằm ngay cạnh phòng thí nghiệm tại Viện Gustave Roussy.
Nằm ở phía nam Paris, Viện Gustave Roussy có thể được coi là một Viện bảo tàng về thảm họa
gen. Các hồ sơ về những căn bệnh truyền nhiễm đáng sợ nhất trên thế giới chất đầy trong buồng
và xếp tràn trên các giá. Có những bó hồ sơ dày cộm về virus đậu mùa, virus Ebola và các chủng
virus cúm khác nhau. SARS cũng có mặt ở đó, cùng với các nguồn bệnh mơ hồ hơn, như virus
bạch cầu mèo, virus khỉ Mason-Pfizer … là những virus gây dịch bệnh ở châu Phi. HIV, là virus nổi
tiếng nhất và nguy hiểm nhất trong số các virus đang hoành hành ngày nay, được dành một chồng
hồ sơ riêng. Những cái cốc, lọ và tủ lạnh của phòng thí nghiệm, được bảo quản đằng sau những
cánh cửa khóa kín với hai lớp kính, đều chứa đầy các loại virus.
Heidmann, một người đàn ông trung niên, hơi béo với lông mi và bộ ria màu bạc sẫm, đã dành cả
sự nghiệp của mình để nghiên cứu loại virus gây ra bệnh AIDS và các dạng ung thư khác nhau.
“Kiến thức này sẽ giúp chúng tôi điều trị được những căn bệnh khủng khiếp đó”, Heidmann,vừa
quay đầu về phía phòng thí nghiệm của mình vừa nói. “Các virus có thể đưa ra câu trả lời cho
những câu hỏi mà thậm chí chúng ta chưa bao giờ đặt ra”.
Các virus tái tạo nhanh chóng song chúng ở dạng thô sơ đến mức nhiều nhà khoa học thậm chí
còn không coi chúng là thực thể sống. Một virus không là gì khác ngoài một số sợi vật chất ở dạng
gen quấn quanh một mớ protein - một dạng ký sinh, không có khả năng tự hoạt động. Để tồn tại,
nó phải tìm được một tế bào để ký sinh. Chỉ khi đó thì virus mới có thể vận dụng được khả năng
duy nhất của nó, đó là kiểm soát bộ máy tế bào của sinh vật chủ và tạo ra hàng nghìn bản sao của
bản thân nó. Các virus sau đó di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác, biến sinh vật chủ thành
một nhà máy để tạo ra nhiều virus thêm nữa. Bằng cách này, tế bào bị nhiễm virus nhanh chóng
biến thành hàng tỷ tế bào.
Hành trình hủy diệt
Không một dạng bệnh dịch nào - kể cả bệnh dịch hạch - từng gây ra một mối đe dọa dai dẳng cho

con người mạnh hơn các bệnh dịch do virus gây ra: sốt vàng da, sởi và đậu mùa.
Vào cuối cuộc Chiến tranh thế giới thứ nhất, năm mươi triệu người chết vì cúm Tây Ban Nha;
bệnh đậu mùa có thể đã lấy đi mạng sống của nửa tỷ người chỉ tính riêng trong thế kỷ XX. Những
virus đó có mức độ lan truyền rất cao, song tác động của chúng lại bị hạn chế bởi tính tàn bạo của
chúng: một virus có thể hủy hoại cả một nền văn hóa, nhưng nếu chúng ta chết, thì nó cũng chết
theo.
Bởi lẽ đó, ngay cả virus đậu mùa cũng không thể sở hữu một sức mạnh tiến hóa đủ để ảnh hưởng
đến con người với tư cách là một chủng loài - để thay thế cấu trúc gen của chúng ta. Điều đó đòi
hỏi một cơ thể sống phải tấn công vào các tế bào quan trọng - tế bào phôi. Chỉ có các virus có khả
năng sao chép – nghĩa là có khả năng đảo ngược dòng mã gen thông thường từ ADN sang ARN,
là có khả năng đó.

Một virus có khả năng sao chép thường chứa thông tin về gen của nó trong một phân tử ARN đơn
sợi, thay vì trong một phân tử ARN đa sợi vốn phổ biến hơn. Khi nó nhiễm vào một tế bào, virus
này triển khai một enzym đặc biệt, được gọi là cơ chế sao chép ngược, cho phép nó sao chép bản
thân nó và sau đó dán gen của nó vào ADN của tế bào mới. Sau đó nó mãi mãi trở thành một
phần của tế bào đó; khi tế bào này phân chia, virus cũng đi cùng với nó.
Các nhà khoa học từ lâu đã nghi ngờ rằng nếu như một virus tình cờ nhiễm vào một tế bào tinh
dịch hay trứng của người, điều rất hiếm xảy ra, và nếu như cái phôi thai đó sống sót được - điều
còn hiếm hơn nữa – thì virus có khả năng sao chép này có thể hiện diện trong “bản thiết kế chi
tiết” về loài người, truyền từ mẹ sang con, và từ thế hệ này sang thế hệ khác, giống như một gen
về màu mắt hay bệnh hen suyễn.
Bản đồ gen đầy virus
Khi bản đồ bộ gen người được vẽ đầy đủ, vào năm 2003, các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy
điều gì đó mà họ không tính đến: đó là chỉ cần chưa đầy 2% bộ gen của chúng ta đã có thể tạo ra
tất cả những protein cần thiết cho sự sống của virus. Tuy nhiên, 8% lại bao gồm các virus có khả
năng tái sinh ở dạng những mảnh vỡ và không còn hoạt động nữa, những virus mà, cách đây
hàng triệu năm, đã tìm cách gắn vào ADN của tổ tiên chúng ta. Chúng được gọi là các virus sao
chép nội sinh, bởi vì một khi chúng nhiễm vào ADN của một giống loài, thì chúng sẽ trở thành một
phần của giống loài đó.

Mặc dù vậy, sau những cuộc chiến phân tử kéo dài qua hàng ngàn thế hệ, từng chủng virus đã bị
sự tiến hóa đánh bại . Giống như xương khủng long, các mảnh virus thường ở dạng hóa thạch.
Thay vì bị chôn vào cát, chúng cư trú bên trong mỗi chúng ta, mang một lý lịch có từ hàng triệu
năm về trước. Bởi vì chúng dường như không còn có một mục đích hay gây hại nữa, nên những
tàn dư này thường được gọi là “ADN bỏ đi”. Nhiều trong số chúng vẫn tìm cách tạo ra protein,
nhưng các nhà khoa học không tìm ra khả năng gây bênh của chúng nữa.
Hồi sinh

Năm ngoái, Thierry Heidmann đã đưa một chủng virus trở về với cuộc sống. Bằng việc kết hợp
các công cụ về gen di truyền học, virus học và sinh học tiến hóa, ông và các đồng nghiệp của mình
đã lấy một chủng virus đã bị tuyệt chủng hàng trăm ngàn năm nay, tính toán cách mà các bộ phận
vỡ rời ban đầu được liên kết với nhau như thế nào, và sau đó ghép nối chúng lại với nhau. Sau khi
phục hồi lại được con virus này, nhóm của ông đã đưa nó vào trong các tế bào người và nhận
thấy rằng “tạo vật” của họ quả thực đã tự nhiễm được vào ADN của các tế bào đó. Họ cũng trộn
virus này với các tế bào lấy từ chuột đồng và mèo. Virus nhanh chóng nhiễm vào tất cả các tế bào
đó, đem lại bằng chứng đầu tiên cho thấy rằng các bộ phận vỡ rời một lần nữa có thể lây nhiễm
được. Thí nghiệm này có thể giúp mang lại những manh mối quan trọng về cách thức hoạt động
của các loại virus như HIV.
"Nếu anh nghĩ về điều này trong năm phút, thì đó là một sự ngớ ngẩn đến hoang đường", John
Coffin nói với tôi khi tôi đến thăm ông tại phòng thí nghiệm của ông tại Đại học Tufts, nơi ông là
giáo sư nghiên cứu thuộc Hiệp hội ung thư Hoa Kỳ.
Coffin là một trong số các nhà sinh học phân tử lỗi lạc nhất của Mỹ, và là một trong những người
đầu tiên khám phá vai trò của các virus sao chép nội sinh trong sự tiến hóa của con người. "Tôi
hiểu rằng ý tưởng đưa một cái gì đó đã chết trở lại với cuộc sống thường gây ra rất nhiều mối
quan ngại", ông nói tiếp. "Đó là một sức mạnh mà khoa học phải cố gắng nắm giữ. Nhưng còn có
nhiều virus nguy hiểm hơn những virus này – lây lan mạnh hơn, độ nguy hiểm cao hơn và có ít
tiềm năng hữu ích hơn".
Tái tạo virus hay khủng bố sinh học?
Nhờ những tiến bộ nhanh chóng và liên tục trong công nghệ điện toán và công nghệ ADN, một
sinh viên tài năng với một chiếc máy tính xách tay và khả năng tiếp cận với bất kỳ phòng thí

nghiệm sinh học thuộc trường đại học nào cũng có thể lắp ghép một virus một cách dễ dàng.
Năm năm trước, như để chứng minh cho luận điểm đó, các nhà nghiên cứu thuộc Đại học bang
New Yorrk, chi nhánh Stony Brook, đã "dựng" ra một virus bại liệt, bằng việc sử dụng những
nguồn thông tin có sẵn ở nhiều nơi và ADN mà họ mua được qua thư điện tử. Để kiểm chứng
"công thức gây bại liệt" của mình, họ đã cấy virus này vào chuột. Ban đầu, những con chuột bị tê
liệt, rồi sau đó lăn ra chết. Nỗ lực này bị coi là vô nghĩa và việc biện minh này bị coi là ngu xuẩn.
Coffin gọi nó là: "Bằng chứng về nguyên tắc khủng bố sinh học. Không hơn không kém".
Hai năm sau, khi các nhà nghiên cứu đã xác định được mã gen của virus cúm năm 1918, các nhà
khoa học liên bang cũng tái tạo lại virus này. Tuy nhiên, trong trường hợp sau, nó có một mục đích
chính đáng hơn: đó là phát triển một loại văcxin mà có thể bảo vệ chúng ta trước dịch cúm trong
tương lai.
(còn nữa)