Đại dịch COVID-19 hiện nay đã cướp đi tính mạng của hơn 3 triệu người và cho thấy con người dễ bị tổn thương với chủng virus corona biến chủng như thế nào. Tuy nhiên, mối đe dọa này có vẻ như đã từng xảy ra từ thời sơ khai khi con người đã phải chiến đấu với các loại virus nguy hiểm này.
Tác giả nghiên cứu cấp cao David Enard, phó giáo sư sinh thái học và tiến hóa tại Đại học Arizona, Mỹ cho biết: “Luôn luôn có những loại virus lây nhiễm cho con người. Virus thực sự là một trong những động lực chính của chọn lọc tự nhiên trong bộ gene của con người. Đó là bởi vì các gene làm tăng cơ hội sống sót của các mầm bệnh có nhiều khả năng được truyền cho các thế hệ mới.”
Sử dụng các công cụ hiện đại, các nhà nghiên cứu có thể phát hiện dấu vết của những mầm bệnh cổ đại này bằng cách xác định chính xác cách chúng thúc đẩy chọn lọc tự nhiên trong ADN của con người ngày nay.
Theo đó, thông tin này có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc có giá trị để giúp dự đoán các đại dịch trong tương lai. Enard cho biết:. "Hầu như luôn đúng khi những điều xảy ra trong quá khứ có nhiều khả năng lại xảy ra trong tương lai."
Sử dụng thông tin có sẵn trong cơ sở dữ liệu công khai, Enard và nhóm của ông đã phân tích bộ gene của 2.504 người trên 26 quần thể người khác nhau trên khắp thế giới.
Khi virus corona lọt vào bên trong tế bào người, chúng tấn công bộ máy của tế bào để tái tạo. Điều này có nghĩa là sự thành công của virus phụ thuộc vào sự tương tác của nó với hàng trăm loại protein khác nhau của con người.
Các nhà nghiên cứu đã phóng to một bộ 420 protein của con người được biết là tương tác với virus corona, 332 trong số đó tương tác với SARS-CoV-2, loại virus gây ra COVID-19. Hầu hết các protein này giúp virus nhân lên bên trong tế bào, nhưng một số lại giúp tế bào chống lại virus.
Các gene mã hóa các protein đó đột biến liên tục và ngẫu nhiên, nhưng nếu đột biến mang lại lợi thế cho gene, chẳng hạn như khả năng chống lại virus tốt hơn - thì gene đó sẽ có cơ hội được truyền lại cho thế hệ tiếp theo hoặc được chọn lọc cao hơn.
Thật vậy, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, ở những người gốc Đông Á, một số gene nhất định tương tác với virus corona đã được chọn lọc. Nói cách khác, theo thời gian, một số biến thể nhất định xuất hiện thường xuyên hơn so với dự kiến . Tập hợp các đột biến này có thể đã giúp tổ tiên của quần thể người ở khu vực này trở nên kháng virus cổ đại hơn bằng cách thay đổi lượng protein được tạo ra bởi tế bào.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, các biến thể gene mã hóa 42 trong số 420 loại protein mà họ phân tích bắt đầu tăng tần suất khoảng 25.000 năm trước. Sự lây lan của các biến thể có lợi vẫn tiếp tục cho đến khoảng 5.000 năm trước. Điều này cho thấy rằng, virus cổ đại tiếp tục đe dọa những quần thể này trong một thời gian dài.
Virus gây ra áp lực để thích nghi
Joel Wertheim, phó giáo sư tại Khoa Y tại Đại học California, San Diego, cho biết: “Virus gây ra một số áp lực chọn lọc mạnh nhất đối với con người để thích nghi, và virus corona có lẽ đã tồn tại từ rất lâu trước khi con người tồn tại.
Tuy nhiên, rất khó để nói liệu virus gây ra sự tiến hóa này có phải là virus corona hay không, nhưng nó có vẻ là một lý thuyết hợp lý.
David Enard đồng ý rằng, mầm bệnh cổ xưa gây hại cho tổ tiên của chúng ta có thể không phải là virus corona; thay vào đó, nó có thể là một loại virus khác đã tình cờ tương tác với các tế bào của con người giống như cách mà virus corona làm.
Một nhóm các nhà nghiên cứu khác gần đây đã phát hiện ra rằng sarbecovirus, họ của virus corona bao gồm SARS-CoV-2, lần đầu tiên tiến hóa cách đây 23.500 năm, cùng thời điểm với các biến thể trong gene mã hóa các protein liên quan đến virus corona lần đầu tiên xuất hiện ở người. Các phát hiện về virus sarbecovirus cũng đã được đăng trên tờ bioRxiv vào ngày 9 tháng 2 và vẫn chưa được đánh giá ngang hàng.
Mặc dù những phát hiện này rất hấp dẫn, nhưng chúng không làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về việc những quần thể nào có khả năng sống sót tốt hơn khi nhiễm SARS-CoV-2. Mặc dù, không có bằng chứng cho thấy sự thích nghi của gene cổ đại này giúp bảo vệ người hiện đại khỏi SARS-CoV-2.
Enard và nhóm của ông hiện hy vọng sẽ hợp tác với các nhà virus học để hiểu được cách thức thích nghi này giúp con người cổ đại sống sót sau khi tiếp xúc với chủng virus corona nguyên sinh này. Nhóm nghiên cứu cũng hy vọng rằng cuối cùng những nghiên cứu về bộ gen cổ đại như vậy có thể được sử dụng như một "hệ thống cảnh báo sớm" cho các đại dịch trong tương lai.
David Enard cho biết thêm, mặc dù chúng ta thấy rõ tác động của chủng virus cổ đại này đối với tổ tiên của con người, nhưng các thế hệ tương lai sẽ không thể nhìn thấy dấu vết của SARS-CoV-2 trong bộ gen của chúng ta. Nhờ tiêm phòng, virus sẽ không có thời gian để thúc đẩy sự thích nghi về mặt tiến hóa.