Chuột chưa bao giờ được coi là sinh vật “thân thiện” với cuộc sống con người. Nói đến chuột, chúng ta luôn liên tưởng đến hình ảnh những con vật “ăn hại”, “mất vệ sinh” và chuyên lây bệnh mà đa số chúng ta luôn muốn ra tay tận diệt mỗi khi nhìn thấy bóng dáng. Thế nhưng có một lĩnh vực mà ở đó loài gặm nhấm này được “trọng dụng” bởi nếu không có sự cống hiến của nó chắc gì nền khoa học, mà đặc biệt là y học, của nhân loại đạt được sự tiến bộ vượt bậc như ngày hôm nay. Trong thế giới khoa học, chuột là “đối tác” hàng đầu của các nhà nghiên cứu. Chúng lãnh ấn tiên phong làm “cảm tử quân” sẵn sàng “hy sinh” thân mình để đối tác thỏa sức thí nghiệm những phát kiến của họ trước khi áp dụng thử nghiệm trên người.

Con chuột “nói không” với ung thư. Ảnh: ScienceDaily

Chuột bắt đầu song hành cùng các nhà khoa học có lẽ là vào năm 1895 khi Đại học Clark ở Massachusetts (Mỹ) lai tạo ra bầy chuột nhà màu trắng nâu làm vật mẫu thử nghiệm tác động của chế độ ăn uống đối với hoạt động của cơ thể, đồng thời dùng trong các nghiên cứu tâm sinh lý của người. Trước nay, sở dĩ chuột luôn được chọn là vật thử nghiệm đầu tiên của giới “áo trắng”, trước tiên là bởi chúng thuộc nhóm động vật có vú nên có nhiều điểm tương đồng với cơ thể người. Bộ gien chuột đã được khoa học giải mã với gần như tất cả gien đều giống với gien người. Ngoài ra, chúng còn có những ưu thế nổi trội khác như thân hình nhỏ, dễ nuôi (với chi phí thấp), chóng lớn, khả năng sinh sản nhanh nên trong thời gian ngắn có thể cho ra nhiều thế hệ.

Nhiều thập niên qua, họ nhà chuột cống hiến thân mình vào vô số công trình nghiên cứu, qua đó cung cấp cho nhân loại biết bao kiến thức hữu ích về các lĩnh vực y học như bệnh lý, giải phẫu, di truyền, thần kinh, tâm lý học... và gần đây là công nghệ sinh học. Dưới bàn tay của các khoa học gia và nhờ sự tiến bộ không ngừng của công nghệ biến đổi gien, chuột thí nghiệm ngày càng trở nên siêu đẳng so với họ hàng ngoài đời nhưng cũng “lắm bệnh tật”, bệnh nào xuất hiện ở người thì không chóng thì chày chúng cũng “bị” mắc phải.

Trong năm Hợi vừa qua, gia đình chuột thí nghiệm chào đón thêm nhiều thành viên mới với những đặc điểm và tính cách mà anh em sống trong tự nhiên không tài nào có được. Trước tiên là “bé” chuột Kayuga không cha, nghĩa là chuột mẹ không cần giao phối mà vẫn có con. Hiện tượng sinh sản đơn tính này không hiếm với các loài côn trùng, bò sát và một số loài cá, song chưa từng xảy ra với những loài động vật hữu nhũ vốn phải nhận nhiễm sắc thể từ bố và mẹ mới hình thành được phôi. Tomohiro Kono công tác ở Đại học Tokyo (Nhật Bản) và các cộng sự đã ghép trứng của 2 con chuột cái, trong đó một trứng được biến đổi gien – ADN được thay đổi để mang đặc tính của tinh trùng. Trứng sau khi nhận được nhiễm sắc thể từ “bố” phát triển thành phôi và được cấy vào tử cung của chuột. Tuy nhiên, hiệu quả của quá trình ghép trứng này rất thấp, chỉ 10 trong số 457 phôi phát triển đến giai đoạn chuẩn bị lọt lòng, và cuối cùng chỉ một con sống sót đến tuổi trưởng thành và sinh sản. Kỹ thuật này được cho có thể áp dụng trong nghiên cứu tế bào gốc ở người nhưng Kono khẳng định nó sẽ không được áp dụng trên người bởi những rào cản về y đức.

Tiếp đến là “anh” chuột bị tâm thần phân liệt. Ứng dụng công nghệ chuyển đổi gien, các khoa học gia Đại học Johns Hopkins (Mỹ) cho ra đời dòng chuột có hành vi và cấu trúc não giống như chứng tâm thần phân liệt ở người. Đến tuổi trưởng thành, chúng biểu hiện âu lo cực độ khi bị bỏ vào môi trường lạ, gặp khó khăn hơn đồng loại trong việc tìm kiếm thức ăn được cất giấu và tỏ ra không hứng thú với sở trường bơi lội... - những trạng thái được cho tương ứng với các triệu chứng như tâm trạng bất an, thiểu năng khứu giác và vô cảm ở bệnh nhân tâm thần phân liệt. Những chú chuột này được kỳ vọng sẽ giúp y học hiểu rõ hơn về cơ chế bệnh, qua đó phát triển thuốc và liệu pháp mới chữa trị chứng bệnh đang ảnh hưởng 1% dân số thế giới.

Chuột vờn mèo. Để bảo đảm chuột bình an, trước khi chụp ảnh, các nhà khoa học cho con mèo này ăn thật no. Ảnh: Reuters

Chẳng biết từ bao giờ anh em nhà tí bị “lép vế” trước dòng họ mèo đến mức chúng chưa bao giờ dám ngoái đầu lại nhìn chứ nói chi đến việc bạo gan đứng gần. Thế nhưng, các nghiên cứu gia xứ hoa anh đào đã giúp họ nhà chuột “ngẩng cao đầu” khi cho chào đời một thành viên có “thần kinh thép” không hề khiếp sợ mèo. Với việc tạo ra dòng chuột “to gan”, giới nghiên cứu hy vọng nắm bắt rõ hơn về các cơ chế hoạt động của khứu giác, qua đó có thể loại bỏ ác cảm bẩm sinh của tất cả các loài động vật có vú, kể cả con người, đối với một mùi đặc trưng nào đó. Chỉ bằng thủ thuật tách bỏ một số tế bào cảm thụ mùi đặc trưng ở mũi, ê-kíp của giáo sư Hitoshi Sakanna khiến chuột mất đi khả năng liên hệ mùi của mèo với cảm giác sợ hãi bẩm sinh. Nhóm của ông công bố nhiều ảnh chụp “bé” chuột nâu đen can đảm măt đối mặt với “bác” mèo nhị thể, bước tới ngửi tai rồi “mi” lên mat, thậm chí chui vào lòng “khắc tinh” như kiểu “điếc không sợ súng”.

Thế nhưng làm “rạng danh” vương quốc chuột phải kể đến đại gia đình “siêu chuột” ở phòng thí nghiệm Trường Đại học Case Western Reserve (Mỹ). Chúng nổi tiếng với khả năng chạy nhanh gấp đôi bình thường, và có thể chạy tới 6 cây số với tốc độ 20 m/phút trên máy chạy bộ và liên tục trong 6 giờ (trong khi chuột ngoài đời chạy chừng 200 m là đã đứt hơi), ăn khỏe hơn 60% so với bình thường nhưng dáng vẻ vẫn “thon thả” và khỏe mạnh. Một điều đáng ngạc nhiên nữa là cả 500 thành viên này sống rất dai, và những con cái vẫn có thể sinh con khi bước qua 3 tuổi, được coi là tuổi xế chiều của chuột – tương đương tuổi 80 ở người. Sở dĩ chúng có được những đặc điểm “trong mơ” ấy là nhờ các nhà nghiên cứu biến đổi một gien điều tiết enzyme PEPCK-C đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng trong cơ thể. Bầy chuột này là trọng tâm của dự án nghiên cứu kéo dài 5 năm về chức năng của PEPCK-C trong quá trình trao đổi chất, qua đó giúp mở rộng sự hiểu biết về mối liên hệ giữa vận động cơ thể và việc giảm nguy cơ ung thư ở người. Không giống như chuột thường (và con người), “siêu chuột” chủ yếu chuyển hóa các axít béo để sinh năng lượng, và tạo ra rất ít lactic acid – một loại axít có hại tích tụ trong cơ và gây hiện tượng chuột rút mỗi khi cơ thể bị buộc gắng sức trong điều kiện thiếu ôxy. Họ nhà chuột này có tánh xấu là hay thích “gây chiến”.

Đến nay, ung thư vẫn là “sát thủ” bất trị. Tuy nhiên, nhân loại có thể hy vọng về một tương lai loài người có khả năng miễn dịch hoàn toàn với căn bệnh nan y này. Đó là bởi cuối tháng 11 vừa qua, một nhóm nhà khoa học Anh lai tạo được dòng chuột tự kháng ung thư bẩm sinh, ngay cả với những dạng ung thư ác tính. Bước đột phá này bắt nguồn từ việc khám phá gien ức chế khối u ung thư Par-4 trong tuyến tiền liệt, của nhóm giáo sư Đại học Kentucky. Par-4 có đặc tính mà rất ít phân tử trong cơ thể có được là nó chỉ gây bất lợi cho mỗi tế bào ung thư. Chuột ra đời mang gien này không phát triển ung thư. Chúng trưởng thành bình thường và không mắc phải khiếm khuyết nào. Đó là chưa kể chúng sống lâu hơn vài tháng so với những anh em khác.

Thật ra, khó mà kể ra hết những cống hiến thầm lặng của gia đình chuột thí nghiệm cho nền khoa học hiện đại, và thế giới chưa từng có một giải thưởng hay một ai đó đứng ra vinh danh những “cảm tử quân y khoa” này. Thế nhưng, họ hàng nhà chuột cũng được “thơm lây” phần nào khi sự hy sinh của “ông cha” mình trong công trình nghiên cứu khám phá ra cách thức gây biến đổi gien đặc hiệu ở chuột của 3 nhà khoa học Mario Capecchi, Oliver Smithies (Mỹ) và Martin Evans (Anh) được Ủy ban giải thưởng Nobel 2007 ghi nhận và trao cho bộ ba này giải Nobel Y học cao quí.

Chuột máy tính đầu tiên trên thế giới của nhà phát minh người Mỹ Douglas Engelbart. Ảnh: Wikipedia

Cuối cùng sẽ hơi thiếu sót nếu không nhắc đến 2 “thành viên không chính thức” trong gia đình chuột, có hình dáng hao hao như chuột nên được gọi là chuột. Thành viên đầu tiên khỏi cần nói nhiều chắc ai cũng biết đó là chuột máy tính. Từ lúc “lọt lòng” năm 1964 đến nay, dòng họ nhà “chuột máy” chứng kiến sự ra đời nối tiếp nhau của rất nhiều thành viên đa dạng về công nghệ, kiểu dáng, màu sắc và tính năng, từ chuột cơ, chuột bi, chuột quang, chuột tích hợp, chuột laser, chuột kép, chuột không “đuôi” – đặc điểm được cho dựa vào đó mà người ta gọi thiết bị ngoại vi điều khiển máy tính là chuột, và gần đây nhất là chuột 3D.

Robot AMouse với ria lấy từ chuột thật. Ảnh: PopSci

“Đối tượng” còn lại tuy chưa phổ biến theo kiểu thấy mặt đặt tên nhưng lại là “họ hàng” thân thuộc của những người máy mình đồng da thép. Đó là robot chuột AMouse với đặc điểm độc đáo là mang 2 hàng ria được lấy từ ria của chuột thật. Các nhà khoa hoc chế tác ra chú chuột nhân tạo này để làm mô hình nghiên cứu hành vi và sự tương tác giữa các giác quan của chuột.

THIÊN LAM