Vào ngày 5 tháng 7 năm 1996, trong một đêm hè êm dịu ở Roslin, Scotland, một trong những chú cừu nổi tiếng nhất trong lịch sử đã lặng lẽ chào đời trong một chuồng trại gần Viện Roslin. Sự ra đời của cô không nhận được nhiều sự chú ý như sau này, không có sự chú ý của giới truyền thông, và ngay cả người sáng tạo ra cô, Ian Wilmut, cũng không biết về khoảnh khắc đó. Phải đến tháng 2 năm sau, sự tồn tại của loài vật nhỏ này mới được công khai.
Một chú cừu được định sẵn cho lịch sử | Paul Hudson / Wikimedia Commons
Con vật có bộ lông xám trắng này trông giống như bất kỳ con cừu nào khác trên những ngọn đồi ở Scotland, nhưng những phẩm chất đặc biệt của nó đã sớm gây ra một cuộc tranh luận trên toàn thế giới - nó là loài động vật có vú đầu tiên được nhân bản thành công từ một tế bào soma, một sinh vật hoàn chỉnh phát triển từ nhân của tế bào vú của một con cừu trưởng thành. Ian Wilmut đặt tên chú cừu là Dolly theo tên của ca sĩ nhạc đồng quê người Mỹ Dolly Parton.
Con cừu nhân bản đầu tiên
"Clone" bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp "κλών" (klōn, cành non), ám chỉ quá trình trồng cây mới bằng cách giâm cành non. Chúng ta đã nói về tính toàn năng của tế bào trong sách giáo khoa sinh học ở trường trung học. Việc phân hóa và phát triển các tế bào soma thực vật tương đối dễ dàng. Cơ quan dinh dưỡng của nhiều loại thực vật có thể trở thành giống mới mà không cần bất kỳ quá trình cảm ứng nào. Trong suốt lịch sử lâu dài của sản xuất nông nghiệp, con người đã khám phá ra nhiều phương pháp sinh sản vô tính ở thực vật và tất nhiên cũng nghĩ đến việc liệu những phương pháp tương tự có thể được sử dụng để sản xuất hàng loạt các loài động vật có đặc điểm tuyệt vời hay không.
Nhưng sách sinh học cũng cho chúng ta biết rằng việc khôi phục tính toàn năng của tế bào động vật khó khăn hơn nhiều. Trước Dolly, con người đã bắt đầu nhân bản động vật và đạt được một số thành công. Ngay từ năm 1952, Robert Briggs và Thomas J. King đã nhân bản loài ếch báo phương Bắc; Năm 1963, Đồng Di Châu đã nhân bản thành công cá chép. Công nghệ sinh học có thể tiến triển thế nào nếu không có cá ngựa vằn? Sau đó, vào năm 1981, cá ngựa vằn cũng đã được nhân bản.
Dần dần, con người hy vọng có thể áp dụng công nghệ nhân bản vào các loài động vật phức tạp hơn. Một thập kỷ trước khi Dolly chào đời, người ta đã nhân bản thành công cừu và chuột - nhưng sử dụng tế bào phôi thai sớm thay vì tế bào soma (nghe giống công nghệ hỗ trợ sinh sản hơn là nhân bản). Rõ ràng, việc nhân bản cấy ghép nhân dễ thực hiện hơn ở động vật bậc thấp (hoặc những loài có đặc điểm nguyên thủy hơn) và các tế bào ít biệt hóa hơn, điều này cũng làm nổi bật tầm quan trọng của Dolly. Như đã đề cập ở trên, đây là lần đầu tiên nhân bản động vật có vú thành công bằng cách sử dụng nhân tế bào soma.
Người hiến nhân tế bào của cô là một con cừu Finn-Dorset, và người hiến tế bào trứng là một con cừu mặt đen Scotland. Rõ ràng, đặc điểm của Dolly phải được xác định bởi nhân tế bào và bản chất của nó cũng là giống cừu Finn-Dorset.
Nhân bản có phải là công nghệ nguy hiểm không?
Quá trình nhân bản Dolly không hề suôn sẻ. Có 277 quả trứng được thử nghiệm cùng thời điểm với Dolly, nhưng chỉ có 13 quả phát triển thành phôi thai. Sau khi phôi thai được cấy ghép, chỉ có Dolly được sinh ra. Tỷ lệ thành công là 1:13:277, điều này cho thấy vào những năm 1990, công nghệ nhân bản tế bào soma cấy ghép vẫn còn rất non trẻ, nhưng điều này không ngăn cản mọi người thảo luận và mong đợi nó một cách nhiệt tình.
Nhìn lại thế kỷ 20, nhiều tiến bộ trong lĩnh vực y sinh đã làm thay đổi đáng kể lối sống và hình thái xã hội của con người, chẳng hạn như phát hiện ra penicillin, khám phá cấu trúc di truyền, xóa sổ bệnh đậu mùa, v.v. Sự ra đời của Dolly là một trong số đó, nhưng không giống như những lần trước, sự ra đời của Dolly đã thúc đẩy con người hiểu được ý nghĩa của chính mình.
Nói một cách khoa trương thì định nghĩa về "con người" đã thay đổi kể từ khi Dolly được công bố. Nếu như trước đây chúng ta có thể dùng lý do khoảng cách công nghệ để thoát thân thì giờ đây con người phải đối mặt với vấn đề này:
“Liệu con người có thể nhân bản con người không?”
Trước khi Dolly chào đời, việc nhân bản con người chỉ là một chủ đề khoa học viễn tưởng hoặc được đề xuất như một khả năng công nghệ (như trong "Blade Runner"), và nhiều người tin rằng đó là điều không có hy vọng trở thành hiện thực trong tương lai gần. Tuy nhiên, với sự xuất hiện của Dolly, quan điểm của xã hội về công nghệ nhân bản đã thay đổi hoàn toàn, và một số người thậm chí còn tin rằng sự phát triển của khoa học đã đến bờ vực hủy diệt loài người. Trong sáng tác văn học và nghệ thuật, chủ đề khoa học viễn tưởng lâu đời về "nhân bản" một lần nữa lại tỏa sáng rực rỡ. Những bộ phim như "Ngày thứ sáu", "Thoát khỏi đảo" và "Mặt trăng" phản ánh xu hướng tư duy này.
Tuy nhiên, sáng tạo nghệ thuật vẫn chỉ là sáng tạo nghệ thuật. Ít nhất là cho đến hiện tại, việc nhân bản con người không nằm trong kế hoạch của bất kỳ nhà nghiên cứu nào và cũng thiếu cơ sở vật chất. Ý nghĩa của việc sao chép hoàn toàn động vật bằng phương pháp nhân bản vô tính khá hạn chế. Mọi người đã nhận ra rằng một trong những bản chất của việc bảo vệ loài là bảo vệ sự đa dạng di truyền, và việc chỉ đơn thuần tăng số lượng cá thể là vô nghĩa. Năm 1998, một nhóm nghiên cứu trong nước đã khởi động dự án nhân giống gấu trúc khổng lồ bằng phương pháp nhân bản tế bào chất khác loài (đặt nhân tế bào soma của gấu trúc khổng lồ vào tế bào trứng đã loại bỏ nhân của một loài động vật khác). Dự án ban đầu đã đạt được một số tiến triển, nhưng sau đó tỷ lệ thất bại trong quá trình tổng hợp phôi vẫn ở mức cao. Cùng với sự thay đổi trong khái niệm bảo tồn, ý tưởng "bảo tồn các loài bằng cách nhân bản" cuối cùng đã bị phủ nhận.
Dolly sinh ra đã già rồi sao?
Hơn nữa, sự sống là một hệ thống phức tạp được hình thành trong quá trình tương tác với môi trường, và con người là tổng thể của các mối quan hệ xã hội. Hiện tại, việc nhân bản một đội quân gấu trúc hoặc con người chỉ có thể là khoa học viễn tưởng. Ý nghĩa thực tế hơn của việc nhân bản Dolly phải là những khả năng trong nghiên cứu y học, chẳng hạn như nhân bản có chủ đích các cơ quan, nhân bản động vật biến đổi gen và thậm chí là tạo ra khả năng tự tái tạo của cơ thể con người. Chỉ vài năm sau khi Dolly chào đời, các dự án nghiên cứu nhân bản và nuôi cấy cơ quan do các công ty y sinh khởi xướng đã mọc lên như nấm sau mưa xuân. Cần lưu ý rằng vào thời điểm đó, nhận thức của con người chưa rõ ràng như ngày nay và Dự án bộ gen người phải mất gần một thập kỷ mới hoàn thành.
Tuy nhiên, cơn sốt nhân bản vô tính dường như đã nhanh chóng lắng xuống. Vào ngày này năm 2003 (ngày 14 tháng 2), Dolly sáu tuổi rưỡi đã chết tại Viện Roslin, không sống được đến tuổi thọ trung bình của một con cừu - mười một đến mười hai tuổi. Nguyên nhân tử vong là bệnh phổi và viêm khớp. Quan điểm chính thống vào thời điểm đó là Dolly đã sáu tuổi về mặt di truyền khi được sinh ra, tương đương với người hiến tặng nhân tế bào.
Trên thực tế, khi Dolly chào đời, một số người đã bày tỏ mối lo ngại tương tự. Cơ chế telomere được phát hiện vào đầu thế kỷ 20 dường như đã âm thầm quyết định số phận lão hóa sớm của Dolly. Telomere là trình tự cơ bản ở đầu nhiễm sắc thể với đơn vị cơ bản là TTAGGG được lặp lại từ 500 đến 3000 lần, được kết hợp với một số protein (đây là telomere của động vật có vú; trình tự telomere và tốc độ lặp lại của các nhóm sinh học khác là khác nhau). Mỗi lần vật liệu di truyền phân chia, các telomere sẽ ngắn lại để bảo vệ nhiễm sắc thể khỏi bị hư hại.
Telomere trong tế bào gốc nguyên thủy là dài nhất. Khi các telomere bị rút ngắn đến mức không còn gì, quá trình phân chia tế bào sẽ làm hỏng chính nhiễm sắc thể, dẫn đến chết tế bào. Một số tế bào (như tế bào trứng) có chứa các enzyme kéo dài telomere, trong khi tế bào soma thường thiếu telomerase. Những người phản đối quan điểm cho rằng "cừu nhân bản già đi sớm" tin rằng vì tế bào trứng có telomerase riêng nên chúng có thể sử dụng một số cơ chế để kéo dài các telomere ngắn của tế bào soma.
Tương lai của nhân bản
Thực tế có vẻ như đang đứng về phía những người bi quan. Một nghiên cứu năm 1999 cho thấy telomere của Dolly thực sự ngắn, cho thấy Dolly có thể đã trải qua quá trình lão hóa quá mức. Có vẻ như phương pháp nhân bản tế bào soma sắp trở nên lỗi thời. Nhưng các báo cáo sau đó đã đưa ra phản đối, khi Viện Roslin tuyên bố rằng không có dấu hiệu lão hóa sớm nào được tìm thấy ở Dolly, và sức khỏe kém của Dolly có thể là do bệnh phổi do sống trong nhà trong thời gian dài.
Năm 2016, một nghiên cứu mới đã tiến xa hơn một bước khi báo cáo rằng 13 con cừu nhân bản sống khỏe mạnh đến tám tuổi, bốn trong số đó đến từ cùng dòng tế bào với Dolly. Không có bằng chứng nào cho thấy chúng mắc bệnh lão hóa, về cơ bản đã loại trừ những tác động tiêu cực của việc nhân bản tế bào soma và cũng cho thấy cái chết của Dolly rất có thể là một tai nạn trong quá trình thí nghiệm.
Đây chắc chắn là tin tốt lành trong lĩnh vực y sinh, nhưng hướng nghiên cứu hiện nay vẫn chủ yếu tập trung vào công nghệ tế bào gốc cảm ứng (tế bào iPS), tức là sử dụng các yếu tố cảm ứng để phân hóa ngược tế bào soma trưởng thành và đưa chúng trở lại trạng thái tế bào gốc. Ngày nay, công nghệ tế bào iPS đang phát triển nhanh chóng và được sử dụng rộng rãi, nhưng nó cũng dẫn đến nhiều vụ gian lận khoa học.
Cho đến ngày nay, con người vẫn chưa hiểu đầy đủ về cơ chế đằng sau việc nhân bản tế bào soma ở động vật. Dolly và những người kế nhiệm bà đã mang đến cho chúng ta ngày càng nhiều cơ chế để khám phá và các vấn đề đạo đức cần được làm rõ. Mặc dù việc nhân bản con người hoàn toàn sẽ không được phép diễn ra, trong tương lai, các công nghệ phái sinh liên quan vẫn có thể được sử dụng để biến đổi chính con người, hoặc thậm chí định nghĩa lại con người.
Tuy nhiên, đó là điều mà chúng ta và loài cừu không thể hiểu được.
