Trong một nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Cell, các nhà khoa học tại Cambridge đã lần đầu tiên tìm được bằng chứng về tác động của môi trường sống của cha mẹ đến bộ DNA trẻ nhỏ, từ đó hình thành nên con người của chúng khi trưởng thành. Cụ thể, họ phát hiện ra những đoạn mã giúp tái lập trình DNA trong giai đoạn mầm phôi và quá trình này có thể tiếp tục trong suốt cuộc đời mỗi người khi có tác động từ môi trường. Từ đó, người ta có thể đề ra biện pháp cải thiện lối sống của cha mẹ, đặc biệt là trong giai đoạn thai kỳ, nhằm hạn chế ảnh hưởng tiêu cực đến tương lai trẻ em.
Từ lâu, các nhà nghiên cứu đã khẳng định rằng quá trình hình thành nên 1 con người không chỉ phụ thuộc vào DNA mà còn có vai trò rất lớn của môi trường sống. Các nhân tố thuộc lối sống, chế độ ăn uống,… có thể thay đổi hoạt động "bật/tắt" của các gen - thay đổi cách các gen biểu hiện ra bên ngoài. Tuy nhiên, làm thế nào quá trình thay đổi này diễn ra trong sự phát triển của trẻ nhỏ vẫn là vấn đề khiến các nhà khoa học đau đầu.
Trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển phôi thai, các tế bào trứng và tinh trùng đã cố gắng ngăn chặn sự thay đổi, nhưng các nhà khoa học tại Cambridge phát hiện rằng vẫn còn một số đoạn DNA chống lại điều đó. Nói một cách nôm na, phôi thai muốn thông tin di truyền mà nó mang phải được tuân thủ, nhưng vẫn tôn tại một số đoạn gen có thể tái lập trình nhằm chủ động thích nghi với điều kiện môi trường, sau đó di truyền lại cho thế hệ sau. Quan trọng hơn trong nghiên cứu lần này, nhóm còn phát hiện ra một số gen bền vững có liên quan tới bệnh béo phì và tâm thần phân liệt.
Cụ thể, trong bộ DNA có chứa các đoạn mã cần thiết đề xây dựng nên các tổ chức trong cơ thể, nhưng không phải tất cả các gen của chúng ta đều cần kích hoạt cùng lúc hoặc cùng nơi. Từ đó chúng ta có thêm cơ chế gọi là biểu sinh, nghĩa là ngay trên DNA sẽ có một số đoạn gen có khả năng bật tắt hoạt động của các gen khác và tự thay đổi trình tự của chính bộ DNA đó. Thí dụ như cơ chế này sẽ thêm (hoặc loại bỏ) một hóa chất gốc metyl, khiến cho DNA không thể đọc được đọc được một số đoạn mã nào đó. Từ đó, tính trạng do bộ mã đó quy định không thể biểu hiện.
Thú vị hơn, quá trình "metyl hóa DNA" vẫn luôn được tiếp diễn trong suốt cuộc đời mỗi người và nó còn xảy ra nhằm đáp lại nhu cầu từ môi trường sống. Điển hình như sự đói kém có thể kích hoạt "metyl hóa DNA" và vô tình tăng tỷ lệ tâm thần phân liệt ở những bé gái. Thậm chí là những bé sinh bởi người mẹ đã chịu đói trong thời gian dài thuộc thai kỳ cũng tăng tỷ lệ này. Chưa dừng lại ở đó, các thí nghiệm trên loài chuột cho thấy điều đó còn kéo dài qua suốt 2 thế hệ tiếp theo, thậm chí là chuột bà bị đói, thì chuột con bị ảnh hưởng và chuột cháu cũng bị ảnh hưởng dù đã được cho ăn đầy đủ.
Tuy nhiên, quá trình theo dõi hiện tượng này khá phức tạp do dữ liệu biểu sinh thường bị xóa đi mỗi khi tế bào biệt hóa thành trứng và tinh trùng hình thành nên mầm phôi. Thực ra cơ chế này nhằm ngăn chặn sự tích lũy dữ liệu "metyl hóa DNA" có thể gây bất lợi cho thế hệ sau. Trong nghiên cứu lần này, các nhà khoa học tại Cambridge phải tiến hành quan sát loài chuột, đặc biệt là trong giai đoạn phát triển của tế bào mầm. Họ phát hiện rằng quá trình tái lập trình diễn ra trong khoảng 7 tuần và kết thúc 2 tuần trước khi phôi thai phát triển.
Trong giai đoạn này, tế bào mầm phôi thai luôn cố gắng ngăn chặn sự tái lập trình diễn ra, nhưng 5% gen lại không nằm trong diện đó. Có nghĩa là nếu sự metyl hóa DNA diễn ra trên 5% gen này thì tác động của nó sẽ kéo dài và tiếp tục được duy trì trong tương lai. Quan sát sâu hơn, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng một số gen này lại có liên quan nhât định đối với tỷ lệ bệnh tiểu đường, béo phì và tâm thần phân liệt. Do đó, các yếu tố môi trường không chỉ tác động đến sức khỏe của một cá nhân, mà còn ảnh hưởng đến các thế hệ tương lai. Nghiên cứu giúp có cái nhìn sâu sắc hơn về tác động của môi trường đến với hoạt động của gen người, từ đó hứa hẹn sẽ hình thành nên phương pháp giảm tỷ lệ mắc bệnh ngay từ trong giai đoạn mang thai.
