Nghiên cứu gien tiết lộ nguồn gốc của nhau thai

Các nhà khoa học tại Trường Y ĐH Stanford đã phát hiện những manh mối đầu tiên về nguồn gốc xa xưa của mạch sống phức tạp từ người mẹ sang đứa con chưa ra đời – nhau thai – có chức năng cung cấp oxy và chất dinh dưỡng cần thiết cho sức khỏe của đứa bé.

Bằng chứng này cho thấy nhau thai của người và các loài có vú khác tiến hóa từ một loại mô đơn giản hơn nhiều, nằm bên trong vỏ trứng và cho phép phôi của người họ hàng xa của chúng ta – chim và bò sát – nhận được oxy.

Theo Tiến sĩ Julie Baker, giảng viên di truyền học, thì “Nhau thai là một cấu trúc phức tạp đáng ngạc nhiên duy nhất có ở loài động vật có vú nhưng chúng ta lại không có khái niệm về nguồn gốc tiến hóa của nó." Baker là nghiên cứu chính của công trình này, sẽ được xuất bản trên ấn bản tháng 5 của tờ Genome Research.

Nhau thai phát triển bên trong tử cung người mẹ và đóng vai trò làm phương tiện trao đổi không khí và dinh dưỡng giữa mẹ và thai nhi; nó bị thải ra ngoài cơ thể mẹ sau khi sinh đứa trẻ. Nó là bộ phận duy nhất phát triển vào thời kỳ trưởng thành và là cơ quan duy nhất có ngày kết thúc định trước khiến cho nhiều người tò mò làm cách nào các mô và cả cơ quan phát triển.

Ngoài việc là nỗi bí ẩn sinh học, nhau thai đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe của cả mẹ và bé. Một số công trình nghiên cứu gần đây cũng cho thấy rằng nhau thai có thể là một rào chắn quan trọng trong việc ngăn chặn hoặc cho phép những phân tử đi vào cơ thể bào thai và ảnh hưởng đến sức khỏe của bé cho đến lúc trưởng thành.

Baker cho biết “Nhau dường như đều vô cùng quan trọng đối với sức khỏe trẻ và bà mẹ.” Dù có ảnh hưởng đến mức đó, mọi người gần như không biết nhau tiến hóa và hoạt động như thế nào.

Baker và Kirstin Knox, nghiên cứu sinh tiến sĩ và là cũng là tác giả công trình, bắt đầu giải quyết câu hỏi về tiến hóa của nhau bằng cách xác định gien nào hoạt động trong tế bào của nhau trong suốt thời gian mang thai của chuột.

Một công trình mới cho thấy nhau của người và các động vật có vú khác tiến hóa từ một dạng mô đơn giản hơn nằm bên trong vỏ trứng. (Ảnh: iStockphoto/Leonid Nyshko)

Họ phát hiện rằng nhau phát triển thành hai giai đoạn riêng biệt. Trong giai đoạn đầu, bắt đầu từ giai đoạn mang thai đến giữa thời kỳ thai nghén, các tế bào nhau bước đầu kích hoạt gien mà động vật có vú có chung với chim và bò sát. Điều này cho thấy ban đầu nhau tiến hóa thông qua việc đặt lại mục tiêu cho gien mà động vật có vú sơ khai thừa hưởng từ tổ tiên gần nhất khi chúng xuất hiện cách đây khoảng 120 triệu năm.

Trong giai đoạn thứ hai, các tế bào nhau của động vật có vú kích hoạt một đợt gien chuyên biệt của loài. Chuột kích hoạt gien chuột mới tiến hóa và người kích hoạt gien của người.

Mỗi loài sinh vật cần bộ gien khác nhau là có lý. “Một loài động vật lớn có thai sẽ có nhu cầu khác với một con chuột và vì vậy chúng đã đưa ra những giải pháp hormone khác nhau để giải quyết vấn đề của mình.” Ví dụ, nhau thai của voi nuôi dưỡng chỉ một con vật trong 660 ngày. Một bà mẹ chuột mang thai trung bình 12 con trong vòng 20 ngày. Rõ ràng, hai thời kỳ mang thai này đòi hỏi loại nhau thai khác nhau.

Baker cho biết những phát hiện này đặc biệt thú vị vì chuột nhân bản có tỉ lệ chết rất cao sau khi sự chuyển đổi gien của nhau diễn ra. “Rõ ràng là có một sự thay đổi to lớn.” Điều đáng ngạc nhiên là mặc dù sự thay đổi mạnh mẽ này diễn ra trong nhau, nó không thay đổi vẻ bề ngoài.

Hiểu được nguồn gốc và hoạt động của nhau có thể đem lại nhiều ích lợi. Những công trình nghiên cứu trước đó cho thấy nhau có thể đóng góp vào thời điểm bắt đầu cơn đau chuyển dạ và người ta nghi ngờ rằng nó có thể liên quan đến một tình trạng của người mẹ tên tiền sản giật, nguyên nhân hàng đầu gây ra đẻ non.

Baker dự định tiếp tục công trình này bằng cách hợp tác với Theo Palmer, Tiến sĩ và là giảng viên giải phẫu não, Gill Bejerano, Tiến sĩ, giảng viên môn sinh học phát triển và Anna Penn, Bác sĩ y khoa, Tiến sĩ và giảng viên khoa nhi. Hợp tác cùng nhau, nhóm hy vọng hiểu biết thêm nhau bảo vệ não của thai nhi như thế nào, sự bảo vệ dường như kéo dài cho đến thời kỳ trưởng thành.