Gen im lặng trên nhiễm sắc thể X có thể 'thức dậy' ở tuổi già, giúp tăng cường sức mạnh não bộ ở phụ nữ, điều mà nam giới không có.
Hiện tượng này có thể giúp giải thích lý do tại sao phụ nữ, trong nhiều khía cạnh, thể hiện khả năng phục hồi nhận thức tốt hơn nam giới khi bước vào tuổi già.
Các phát hiện này đến từ một nghiên cứu mới được thực hiện trên chuột thí nghiệm, và các nhà nghiên cứu cũng đã củng cố kết quả bằng dữ liệu di truyền từ con người. Mặc dù cần thêm nhiều nghiên cứu để xác nhận liệu những phát hiện trên chuột có áp dụng cho con người hay không, nhưng nghiên cứu này chỉ ra rằng có thể tồn tại sự khác biệt trong cách não bộ của phụ nữ và nam giới lão hóa.
Tiến sĩ Rachel Buckley, giáo sư thần kinh học tại Trường Y Harvard, người không tham gia vào nghiên cứu này, chia sẻ: "Chúng ta trước đây chưa thực sự nghiên cứu nhiễm sắc thể X một cách sâu sắc. Và giờ đây, chúng ta bắt đầu tập trung rất nhiều vào nó và nhận ra những điều mà chúng ta chưa fully hiểu" — đặc biệt là cách nhiễm sắc thể giới tính có thể ảnh hưởng đến quá trình lão hóa của não bộ.
Khả năng phục hồi đặc biệt của não bộ phụ nữ
Có sự khác biệt cơ bản trong cách nam giới và phụ nữ lão hóa. Về não bộ, phụ nữ có tỷ lệ mắc các bệnh sa sút trí tuệ thấp hơn nam giới, mặc dù phụ nữ sống lâu hơn trung bình. Một ngoại lệ là bệnh Alzheimer, nơi phụ nữ có tỷ lệ mắc cao hơn nam giới, mặc dù phụ nữ mắc Alzheimer thường sống lâu hơn. "Có rất nhiều xu hướng đã được ghi nhận về sự phục hồi trong lão hóa nhận thức ở phụ nữ, so với nam giới," Tiến sĩ Margaret Gadek, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết, bà là sinh viên MD-PhD tại Đại học California, San Francisco. "Có nhiều yếu tố giải thích cho những xu hướng này, nhưng một trong những điều chúng tôi muốn tìm hiểu là vai trò của nhiễm sắc thể X."
Cùng với hormone, nhiễm sắc thể giới tính — X và Y — là những sự khác biệt sinh học rõ rệt nhất giữa nam và nữ. Điều này có thể giúp giải thích tại sao những sự khác biệt này xuất hiện trong quá trình lão hóa.
Nam giới mang một X và một Y trong mỗi tế bào; họ thừa hưởng X từ mẹ và Y từ cha. Phụ nữ, ngược lại, mang hai nhiễm sắc thể X — một từ mẹ và một từ cha. Tuy nhiên, mỗi tế bào chỉ cần một X hoạt động, vì vậy, ở phụ nữ, nhiễm sắc thể X thứ hai sẽ bị "im lặng", chỉ có một trong hai nhiễm sắc thể X từ mẹ hoặc cha được kích hoạt.
Đây không phải là một quá trình hoàn hảo. Một số gen trên nhiễm sắc thể X bị im lặng vẫn có thể "thoát" khỏi quá trình này và tiếp tục hoạt động. Điều này có thể giải thích tại sao, khi tuổi tác tăng lên, một số gen này được kích hoạt lại, ảnh hưởng đến quá trình lão hóa não bộ.
Gần 20 gen "thức dậy"
Trong nghiên cứu mới được công bố vào ngày 5 tháng 3 trên tạp chí Science Advances, nhóm nghiên cứu đã lai tạo hai loài chuột thí nghiệm — Mus musculus và Mus castaneus — sao cho mỗi con chuột con thừa hưởng một nhiễm sắc thể X từ mỗi loài. Nhóm nghiên cứu cũng chỉnh sửa gen của chuột để nhiễm sắc thể X từ M. castaneus luôn bị im lặng, trong khi bình thường, việc im lặng nhiễm sắc thể X ở mỗi tế bào là ngẫu nhiên.
Với những con chuột đã được chỉnh sửa gen, nhóm nghiên cứu tiến hành kiểm tra hoạt động của các gen ở 4 con chuột trẻ và 4 con chuột già (20 tháng tuổi, tương đương khoảng 65 tuổi ở người). Họ tập trung vào các tế bào trong hippocampus, trung tâm trí nhớ quan trọng của não, nơi thường bị thu nhỏ khi tuổi tác tăng và suy giảm nhận thức.
Phân tích cho thấy, theo tuổi tác, khoảng 22 gen ban đầu bị im lặng đã được kích hoạt lại. Một số gen giống nhau đã "thức dậy" ở nhiều con chuột, trong khi một số khác thì có sự biến đổi giữa các cá thể.
Tiến sĩ Rachel Buckley chia sẻ: "Tôi thật sự rất ngạc nhiên khi nhận ra rằng chúng ta có thể đang nhìn nhận sự thoát khỏi im lặng của nhiễm sắc thể X như một chức năng của tuổi tác." Cô cũng cho biết, khi phụ nữ lớn tuổi, hoạt động gen liên quan đến nhiễm sắc thể X sẽ tăng lên, và một số hoạt động này thực sự có thể mang lại lợi ích bảo vệ não bộ.
Tầm quan trọng của lớp vỏ cách nhiệt trong não bộ
Trong số 22 gen được "thức dậy," một gen có tên PLP1 đặc biệt gây chú ý, bởi vì nó được kích hoạt ở bảy trong số chín loại tế bào được nghiên cứu, Gadek cho biết.
PLP1 mang mã di truyền để tạo ra một thành phần quan trọng của myelin, lớp vỏ cách nhiệt mỡ giúp các nơ-ron truyền tín hiệu hiệu quả. Đã có những nghiên cứu chỉ ra rằng đột biến trong PLP1 có thể làm giảm lượng myelin trong não, dẫn đến các khuyết tật trí tuệ. Hơn nữa, myelin có thể bị suy giảm theo tuổi tác, và khi chức năng myelin mất đi, nó có thể góp phần vào sự suy giảm nhận thức.
Để kiểm tra xem việc "thức dậy" của PLP1 có thể cải thiện khả năng nhận thức không, các nhà khoa học đã thực hiện các thí nghiệm với chuột đực và chuột cái. Trong một thí nghiệm, họ đã xác nhận rằng chuột cái lớn tuổi có hoạt động PLP1 cao hơn trong hippocampus so với chuột đực. Trong thí nghiệm thứ hai, các nhà nghiên cứu đã tăng cường PLP1 bằng cách chỉnh sửa gen ở cả chuột đực và chuột cái lớn tuổi, và kết quả cho thấy cả hai giới đều cải thiện khả năng học hỏi và trí nhớ sau khi được kích thích PLP1.
Để xem liệu những phát hiện này có áp dụng cho con người hay không, nhóm nghiên cứu đã xem xét dữ liệu từ một nghiên cứu lớn về mô não người. Dù dữ liệu không có sẵn cho hippocampus, nhưng mô não xung quanh hippocampus cho thấy sự kích hoạt PLP1 mạnh mẽ hơn ở phụ nữ lớn tuổi so với nam giới lớn tuổi, gợi ý rằng hiện tượng tương tự có thể đang diễn ra ở con người.
Gadek cho biết trong tương lai, bà muốn nghiên cứu gen "thức dậy" này trong các mô hình động vật của các bệnh như sa sút trí tuệ, vì nghiên cứu chuột hiện tại chỉ tập trung vào quá trình lão hóa lành mạnh. Buckley cũng đề xuất rằng nghiên cứu hiện tượng này trong bối cảnh mãn kinh sẽ rất thú vị.
Mãn kinh khiến mức estrogen giảm mạnh, hormone này có nhiều chức năng trong não, bao gồm giúp chuyển hóa nhiên liệu từ máu vào tế bào não. Buckley dẫn chứng nghiên cứu của nhà thần kinh học Roberta Brinton từ Đại học Arizona, cho thấy khi mức estrogen giảm, não có thể tự phân hủy một phần myelin để lấy năng lượng.
Khi đọc nghiên cứu mới, Buckley đã kết nối các điểm và tự hỏi liệu sự gia tăng myelin ở giai đoạn sau trong cuộc sống có thể là cách để phục hồi sau tổn thương đã xảy ra trong giai đoạn mãn kinh. "Đó là một điều thực sự khiến tôi phải chú ý," cô nói, mặc dù đây vẫn chỉ là suy đoán. Vì nghiên cứu hiện tại chủ yếu được thực hiện trên chuột, Buckley cũng lưu ý rằng cần phải có thêm nhiều nghiên cứu để xem hiện tượng này diễn ra như thế nào trong não người.
Về lâu dài, các nhà khoa học cũng nên nghiên cứu vai trò của nhiễm sắc thể Y trong lão hóa não bộ; mặc dù nó mang ít gen hơn nhiều so với nhiễm sắc thể X, nhưng vẫn có thể có ảnh hưởng, cô chia sẻ.
"Một điểm quan trọng mà bài báo này làm nổi bật là nghiên cứu nhiễm sắc thể giới tính không chỉ là vấn đề sức khỏe của phụ nữ," Gadek chia sẻ. "Nó mở ra những hiểu biết về lão hóa nhận thức và chắc chắn sẽ giúp ích trong nhiều lĩnh vực sức khỏe khác, mang lại lợi ích cho cả nam giới, nữ giới và tất cả mọi người, vì tất cả chúng ta đều có nhiễm sắc thể X."
Nicoletta Lanese là biên tập viên tại Live Science. Bài viết được đăng trên Live Science ngày 23/03/2025.
Live Science là một trang web tin tức khoa học hàng đầu, chuyên cung cấp các bài viết về những khám phá mới nhất, nghiên cứu đột phá và những tiến bộ khoa học thú vị ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày.
Biên dịch: Hà Linh
