Lần đầu giải mã thành công nhiễm sắc thể Y ở người

Nhiễm sắc thể (NST) Y là NST nhỏ nhất của con người, cấu trúc vô cùng phức tạp của NST Y đã khiến nó trở nên khó có thể giải mã. Giờ đây, chuỗi NST Y hoàn chỉnh lần đầu được tiết lộ, đưa con người tiến gần hơn đến việc giải quyết vô số câu hỏi
Tác giả đầu của nghiên cứu, Dylan Taylor, thuộc Đại học Johns Hopkins cho biết:” Giờ đây, chúng tôi đã có 100% trình tự của NST Y, chúng ta có thể xác định và khám phá nhiều biến thể di truyền có thể ảnh hưởng đến đặc điểm và bệnh trên cơ thể người mà trước đây chúng ta không thể làm được.”
Trình tự bộ gen người đầu tiên đã được công bố cách đây hai thập kỷ, là một dự án mang tính bước ngoặt vào thời điểm đó.  Trình tự lúc này chưa hoàn chỉnh - một số khoảng trống trong các vùng của bộ gen quá phức tạp để công nghệ thời đó xử lý. Chỉ đến năm 2022, Hiệp hội Telomere-2-Telomere mới công bố trình tự bộ gen người không có khoảng cách, tuy nhiên, trình tự của NST Y vẫn chưa hoàn chỉnh hoàn toàn.
Đồng tác giả Monika Cechova, thuộc Đại học California Santa Cruz, giải thích trong một tuyên bố khác: “Chỉ vài năm trước, một nửa NST Y của con người không thể giải trình tự vì nó chứa nhiều chuỗi DNA vệ tinh rất phức tạp. Hồi đó chúng tôi thậm chí còn không biết liệu nó có thể được giải trình tự hay không, điều đó thật khó hiểu. Đây thực sự là một sự thay đổi lớn về những gì có thể thực hiện được.”
Tại sao NST Y lại khó giải trình tự đến vậy?
Khoảng 30 triệu chữ cái tạo nên mã di truyền của NST Y là các chuỗi lặp đi lặp lại. Những vùng như vậy được gọi là “DNA vệ tinh”.
Hãy tưởng tượng rằng ai đó đã in ra và cắt bài viết này thành các dải văn bản, sau đó hướng dẫn bạn ghép nó lại với nhau như một trò chơi ghép hình. Có thể bạn sẽ khá khó chịu vì sự gián đoạn này, nhưng bạn có thể làm được. Bây giờ hãy tưởng tượng rằng một nửa bài viết là cùng một câu, được lặp đi lặp lại. Làm sao bạn biết bạn đã sắp xếp các mảnh lại với nhau theo đúng thứ tự?
Rất may, qua nhiều năm, công nghệ giải trình tự đã phát triển và các nhà khoa học cũng được trang bị kiến thức thu được từ việc giải trình tự những khoảng trống khác trong bộ gene tham chiếu ban đầu.
Tại sao phải hiểu về NST Y?
NST Y theo lý thuyết cũ  được liên kết với các đặc điểm giới tính nam, vì nó chứa các gen như SRY và những gen kiểm soát các chức năng như sản xuất tinh trùng.
Tuy nhiên, điều quan trọng là phải hiểu rằng NST Y không chỉ hiện diện ở những người được chỉ định là nam khi sinh ra và giải phẫu bên ngoài của ai đó không nhất thiết là chỉ số đáng tin cậy về NST mà họ có.
Những người liên giới tính có thể có NST XX, XY hoặc XXY hoặc thậm chí là hỗn hợp XY và XX trong các tế bào khác nhau trong cơ thể họ, điều này có thể dẫn đến một loạt các biểu hiện thể chất khác nhau 

Trái ngược với suy nghĩ phổ biến, NST Y thực tế không có hình chữ Y.
Nguồn hình ảnh: Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia

Từ trình tự hoàn chỉnh mới của NST Y, các nhà nghiên cứu đã có thể xác định được 41 gene chưa được biết đến trước đây, một số trong đó có liên quan về mặt y học. Giờ đây, chúng ta có thể thực hiện nghiên cứu sâu hơn để hiểu rõ hơn về cách những gene này gây ảnh hưởng đến sức khỏe của những người có NST Y.

Bản thân NST Y của con người cũng đang thay đổi. Nhờ dữ liệu giải trình tự, giờ đây các nhà khoa học có thể hiểu ý nghĩa của nó, chẳng hạn như khi NST Y của hai người có số lượng bản sao của một gen cụ thể cực kỳ khác nhau.
Cũng có rất nhiều suy đoán xung quanh việc NST Y bị mất dần dần và điều này có nghĩa là gì, bao gồm cả giả thuyết gây tranh cãi rằng nó có thể biến mất hoàn toàn. Một chuỗi gene hoàn chỉnh của NST Y có thể giúp các nhà khoa học làm sáng tỏ những bí ẩn này.
Hóa ra DNA NST Y của con người đã liên tục xuất hiện và gây nhầm lẫn trong các nghiên cứu về DNA vi khuẩn. Hiện có tới 5.000 trình tự bộ gene vi khuẩn trong cơ sở dữ liệu khoa học thường được sử dụng hiện đã được phát hiện có chứa các trình tự phù hợp với NST Y. Bởi vì cho đến nay NST chưa được giải trình tự đầy đủ nên những đoạn DNA này bị nhầm lẫn với DNA của vi khuẩn.
Có rất nhiều câu hỏi chưa được giải đáp về NST Y: chức năng, vai trò tiềm tàng của nó đối với bệnh tật và sự tiến hóa của nó. Các nhà nghiên cứu đằng sau dự án này mong muốn làm cho dữ liệu có thể truy cập được nhiều nhất có thể, dành cho tất cả những người đang nỗ lực tìm hiểu mảnh ghép nhỏ bí ẩn này của con người.
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Nature.
Link: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06457-y