Phát hiện mới về đại dịch do virus corona tấn công 20.000 năm trước

Các nhà khoa học đã tìm thấy bằng chứng đại dịch do các loại virus corona từng quét qua khu vực Đông Á khoảng 20.000 năm trước. Đại dịch cổ đại này nghiêm trọng tới mức nó để lại dấu ấn trong ADN của con người mà tới nay vẫn có thể quan sát được.

Virus corona liên quan đến hội chứng hô hấp cấp tính nặng (sarbecovirus) đã truyền sang người hai lần trong thập kỷ qua, dẫn tới bùng phát dịch SARS năm 2002 - 2004 và dịch Covid-19 hiện nay. Nghiên cứu công bố trên tạp chí Current Biology của Đại học Oxford cho thấy tổ tiên chung gần nhất của những loại virus này đã tồn tại cách đây khoảng 20.000 năm, lâu hơn gần 30 lần so với ước tính cũ.

Dù có tốc độ tiến hóa cực nhanh trong thời gian ngắn, để sống sót, virus phải duy trì thích nghi cao với vật chủ. Điều này đặt ra giới hạn với khả năng tích lũy đột biến mà không ảnh hưởng tới độc lực của chúng. Do đó, tốc độ tiến hóa của virus chậm dần theo thời gian. Nghiên cứu mới lần đầu tiên tái tạo thành công mô hình tiến hóa trên.

"Chúng ta nên lo ngại trước thông tin này. Dịch bệnh đang xảy ra lúc này có thể sẽ tiếp tục trong nhiều thế hệ con cháu", David Enard, nhà sinh vật học tiến hóa từ Đại học Arizona, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, cho biết, theo New York Times.

Lần theo lịch sử virus corona

Bất chấp những tiến bộ về khoa học công nghệ, các nhà nghiên cứu vẫn chưa thể truy vết về lịch sử quá xa của virus corona.

Trong hơn 20 năm qua, 3 chủng virus corona đã biến đổi dẫn tới lây nhiễm cho người người, gây ra những loại bệnh về hô hấp nghiêm trọng, gồm: Covid-19, SARS và MERS.

Các nghiên cứu chỉ ra rằng, các chủng virus corona này lây cho con người từ vật chủ ban đầu là dơi hoặc các loài động vật có vú khác.

Tới nay, các nhà khoa học đã biết tới 4 chủng virus corona khác cũng có khả năng lây nhiễm sang người, nhưng chúng chỉ gây ra triệu chứng nhẹ như cảm cúm.

Bởi không quan sát được giai đoạn virus tiến hóa thành dạng lây nhiễm cho con người, các nhà khoa học chỉ có thể dựa vào các manh mối gián tiếp để ước đoán khi nào giai đoạn này xảy ra.

Các nhà khoa học quan sát ADN người để tìm hiểu lịch sử tiến hóa của virus corona. (Ảnh: New York Times).

Virus corona có những đột biến mới ở tốc độ gần như bình thường, vì thế, với việc so sánh các biến thể di truyền của chúng, có thể xác định thời điểm virus tách khỏi tổ tiên gốc ban đầu.

Trong 4 loại virus corona có thể lây sang người nhưng chỉ gây triệu chứng nhẹ, chủng mới nhất là HCoV-HKU1, được cho là đã tiến hóa tách khỏi chủng virus gốc vào thập niên 1950.

Trong khi đó, chủng cổ xưa nhất là HCoV-NL63. Thời điểm nó tiến hóa sang dạng có thể lây cho người được cho là khoảng 820 năm trước.

Nhưng nếu đi xa hơn nữa về quá khứ, việc truy lùng dấu vết tiến hóa của virus corona trở nên khó khăn hơn. Vì thế, thay vì tiếp tục nghiên cứu dấu hiệu di truyền của virus, các nhà khoa học xem xét tác động của chúng lên ADN của con người.

Qua nhiều thế hệ, các loại virus đã là tác nhân dẫn tới những thay đổi lớn trong bộ gene của người.

Một đột biến giúp bảo vệ cơ thể chống lại virus xâm nhập có thể tạo ra khác biệt giữa sự sống và cái chết, ví dụ như đột biến giúp hệ miễn dịch xé nhỏ protein của virus khi nó xâm nhập. Đột biến này sẽ được truyền sang thế hệ con cháu.

Nhưng bản thân virus cũng tiến hóa. Protein của virus có thể thay đổi hình dạng, giúp chúng vượt qua hệ miễn dịch phòng vệ của vật chủ. Những đột biến trên virus cuối cùng khiến vật chủ tiếp tục tiến hóa để có thể tồn tại, dẫn tới nhiều đột biến hơn.

Khi một đột biến gene ngẫu nhiên xuất hiện, giúp tạo ra khả năng đề kháng lại virus, nó có thể nhanh chóng phổ biến trong các thế hệ tiếp theo. Các phiên bản phi đột biến của gene đó sẽ dần trở thành thiểu số.

Vì vậy, nếu xuất hiện một phiên bản gene phổ biến vượt trội các phiên bản khác, các nhà khoa học cho rằng đây là dấu hiệu tiến hóa trong quá khứ.

Virus corona từng làm biến đổi ADN của người

Trong những năm gần đây, tiến sĩ Enard và các cộng sự đã tìm kiếm những biến thể di truyền như thế trong bộ gene của con người, nhằm phục dựng lịch sử tiến hóa chống lại các loại virus.

Ông Enard nghi ngờ các loại virus corona cổ đại cũng để lại dấu ấn riêng biệt của chúng trong bộ gene người.

Nhóm nghiên cứu đã so sánh ADN của hàng nghìn người sống tại 26 cộng đồng dân cư khắp thế giới, xem xét sự kết hợp của các gene đã được biết là quan trọng đặc trưng đối với virus corona, nhưng không có trên các loại virus khác.

Tại các cộng đồng dân cư ở Đông Á, các nhà khoa học tìm thấy 42 gene có một phiên bản phổ biến vượt trội. Đây là một tín hiệu rõ ràng cho thấy người gốc Đông Á từng tiến hóa để thích nghi với một chủng virus corona cổ đại.

Các nhà khoa học tìm thấy 42 gene tiến hóa trong ADN của người Đông Á giúp chống lại virus corona. (Ảnh: Eyevine).

Nhưng bất kể đại dịch nào đã xảy ra, dường như nó chỉ giới hạn tại khu vực Đông Á.

"Khi so sánh với người dân sống ở khu vực khác trên thế giới, chúng tôi không tìm thấy dấu hiệu tương tự", Yassine Souilmi, chuyên gia từ Đại học Adelaide, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết.

Các nhà khoa học sau đó tìm cách ước lượng khoảng thời gian dịch bệnh bắt đầu, dựa trên các biến đổi trong gene người. Để làm điều này, các nhà khoa học dựa trên thực tế rằng khi một phiên bản gene thống trị bắt đầu được truyền sang các thế hệ kế tiếp, nó có thể xuất hiện thêm những đột biến vô hại khác. Thời gian di truyền càng dài, càng có nhiều đột biến xuất hiện.

Nhóm nghiên cứu phát hiện tất cả 42 gene thống trị có số lượng đột biến khá tương đồng. Điều này đồng nghĩa các gene đã tiến hóa đột biến cùng một khoảng thời gian.

"Điều này cho thấy chúng không ngẫu nhiên xuất hiện", tiến sĩ Enard nói, cho rằng dịch bệnh đã khiến các đột biến gene xuất hiện.

Các nhà khoa học ước lượng các đột biến kháng virus xuất hiện trên gene vào khoảng từ 20.000-25.000 năm trước, kéo dài trong vài trăm năm.

Đây là phát hiện đáng ngạc nhiên, bởi ở thời điểm đó, người dân ở Đông Á chưa sống quần cư theo các cộng đồng đông đúc, thay vào đó, họ chủ yếu sống theo các nhóm nhỏ.

Aida Andres, nhà di truyền tiến hóa từ Đại học London College, người không tham gia nhóm nghiên cứu, cho rằng kết quả thu được là thuyết phục.

"Tôi tin rằng đã có chuyên gì đó xảy ra ở Đông Á. Nhưng thời gian là vấn đề phức tạp. Dịch bệnh có thể xảy ra trước hoặc sau đó vài nghìn năm. Cá nhân tôi nghĩ thời gian là điều chúng ta không thể chắc chắn", bà Andres cho biết.

Các nhà khoa họ cho rằng việc chế tạo thuốc điều trị bệnh nhân mắc các chủng virus corona mới có thể xem xét các đặc điểm của 42 loại gene đã tiến hóa chống lại virus corona cổ đại.

• Loài muỗi đẹp nhất thế giới được giới nhiếp ảnh gia săn đón
• Thiết kế máy bay siêu thanh tốc độ 2.346km/h
• Tại sao một số người lại bơm khí nitơ vào lốp xe thay vì không khí?