Nhiều khám phá khoa học thú vị từ các cặp song sinh

Nhiều cặp song sinh khắp thế giới hội tụ về Twinsburg (Ohio, Mỹ) trong lễ hội Ngày sinh đôi - Nguồn ảnh: NG

Về mặt sản khoa, song thai có thể dẫn đến nhiều hậu quả xấu đối với sức khỏe bà mẹ và trẻ như nguy cơ sinh non và trẻ nhẹ cân. Tuy nhiên với các nhà di truyền học, các cặp song sinh cung cấp một “kho thông tin sinh học khổng lồ” không thể tìm được ở bất kỳ “kênh” nào khác. Từ đó, giới nghiên cứu có thể hiểu về các loại bệnh tật và các hội chứng khác nhau, bao gồm rối loạn dinh dưỡng, béo phì, các khuynh hướng tính dục và các đặc điểm tâm lý khác biệt.

Các nghiên cứu về sinh đôi cũng có thể cung cấp những hiểu biết mới về lối sống, thói quen đã ảnh hưởng như thế nào đến 2 người có cùng bản thiết kế di truyền. Anh chị em sinh đôi cùng trứng giống hệt nhau cũng có thể giúp các nhà khoa học xác định môi trường tác động như thế nào đến cách thức hoạt động của gen. Từ đó có thể giúp họ xác định một số đặc điểm hoặc bệnh lý phụ thuộc vào di truyền hoặc môi trường.

Scott và Mark Kelly là anh em sinh đôi giống nhau như đúc. Sau khi Scott Kelly tham gia chương trình nghiên cứu của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA), tất cả đã thay đổi. Scott trải qua 1 năm sống trên quỹ đạo trái đất. Khi trở về, ông đã cao hơn 5cm dù khối lượng cơ thể giảm đi rất nhiều. Quan trọng hơn, cấu trúc DNA của ông đã thay đổi. Ngay cả về hình thể, anh em nhà Kelly đã không còn giống nhau như xưa nữa.

Việc sống trong tình trạng không trọng lực quá lâu đã thay đổi cách thức hoạt động bộ gen của Scott. Trong số những biến đổi, người ta chú ý đến việc liệu bức xạ có làm hỏng các telomere từ DNA ở phần cuối mỗi nhiễm sắc thể. Telomere giống như các đầu nhựa hoặc kim loại cố định đầu dây giày, giữ cho vải không bị bung ra. Nếu không có lớp vỏ bảo vệ này, các đầu của DNA hình que có thể bị hỏng. Các thử nghiệm sơ bộ cho thấy telomere của Scott tăng đáng kể về chiều dài trung bình khi ở trong quỹ đạo, nhưng bị rút ngắn ngay trong vòng 48 giờ sau khi hạ cánh. Ngược lại, telomere của người anh trai vẫn tương đối ổn định.

1 năm trên quỹ đạo cũng thay đổi hệ thống miễn dịch, cách hình thành xương, thị lực cùng các chức năng sinh học khác của Scott. Dù hầu hết những thay đổi di truyền trở lại bình thường, các nhà nghiên cứu nhận thấy 7% biểu hiện gen của ông đã thay đổi vĩnh viễn. Theo giới nghiên cứu, trong trường hợp này, sự căng thẳng của nhà du hành vũ trụ trong không gian có thể đã ảnh hưởng hơn là yếu tố môi trường. Giải thích việc Scott và Mark không còn “giống hệt nhau”, các nhà khoa học cho rằng những thay đổi hóa học xảy ra theo thời gian đã ảnh hưởng đến vị trí và cách thức các gen được biểu hiện.

Những nghiên cứu khác trên các cặp song sinh giống hệt nhau cùng trứng lẫn khác trứng cho thấy di truyền là một trong những yếu tố chính quyết định khuynh hướng tình dục của một người. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng trên thực tế, di truyền lấn át những ảnh hưởng khác như vấn đề nuôi dạy con cái, giáo dục và môi trường.

Nghiên cứu trên các cặp song sinh nam cho thấy có tới 60% khuynh hướng tình dục của họ là do di truyền. Một số nghiên cứu khác đã kết luận, các cặp song sinh giống hệt nhau có nhiều khả năng bị thu hút bởi những người cùng giới tính hơn so với các cặp song sinh khác trứng hoặc anh chị em không sinh đôi. Các nhà khoa học cũng đã xem xét cấu trúc di truyền của 456 nam giới (không phải sinh đôi) từ 146 gia đình có 2 hoặc nhiều anh em đồng tính. Kết quả có đến 60% người đồng tính nam có cùng kiểu di truyền trên 3 nhiễm sắc thể cụ thể.

Ngoài cung cấp manh mối về cách thức gen và môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển, ngày nay, nghiên cứu các cặp song sinh có thể tiết lộ nhiều kết quả mới về cách thức hoạt động của con người. Chẳng hạn ngoài chức năng gen còn là làm sáng tỏ khái niệm đồng tính, các bản dạng giới, khuynh hướng tình dục, những hiểu biết mới về lối sống, thói quen và cả các biến đổi tâm lý khác nhau. 

Nam Anh (theo CNN, National Geographic)