Các nhà khoa học tại Đại học Cambridge đã khám phá một cơ chế thú vị, trong đó thai nhi sử dụng một gen từ cha để kiểm soát việc giải phóng chất dinh dưỡng từ cơ thể mẹ trong suốt thai kỳ.
Hệ thống “điều khiển từ xa” này hoạt động thông qua các tín hiệu hormone từ nhau thai, đảm bảo thai nhi phát triển tối ưu bằng cách điều chỉnh các quá trình trao đổi chất (metabolic processes) của mẹ. Điều đáng chú ý là cuộc đấu tranh để giành dinh dưỡng này đòi hỏi sự cân bằng tinh tế, không chỉ quan trọng đối với sự phát triển của thai nhi (fetal growth) mà còn đối với sức khỏe của người mẹ và khả năng sinh sản trong tương lai.
Điều này tạo nên một cuộc “giằng co dinh dưỡng,” khi thai nhi “điều khiển từ xa” quá trình trao đổi chất của mẹ nhằm tối đa hóa sự phát triển của mình, trong khi cơ thể mẹ phải duy trì đủ năng lượng để đảm bảo sức khỏe, duy trì thai kỳ, hỗ trợ việc cho con bú và các lần mang thai sau này.
Tín hiệu hormone từ nhau thai
Nghiên cứu của Đại học Cambridge đã khám phá vai trò quan trọng của nhau thai trong quá trình này. Thông qua việc giải phóng các hormone đặc biệt, nhau thai giao tiếp với cơ thể mẹ để ưu tiên sự phát triển của thai nhi. Cơ quan quan trọng này, phát triển cùng với thai nhi, hỗ trợ sự phát triển của bào thai ở người và các loài động vật có vú khác.
Trong các thí nghiệm với chuột mang thai, các nhà khoa học đã chỉnh sửa các tế bào tín hiệu trong nhau thai, vốn chịu trách nhiệm phân phối chất dinh dưỡng cho thai nhi.
Tiến sĩ Miguel Constancia, nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Trao đổi Chất Wellcome-MRC và đồng tác giả nghiên cứu, giải thích: “Hệ thống điều khiển từ xa của thai nhi được vận hành bởi các gen có thể bật hoặc tắt tùy thuộc vào việc chúng là gen từ cha hay mẹ, gọi là gen được in dấu (imprinted genes).
“Các gen từ cha thường ‘tham lam’ và ‘ích kỷ,’ có xu hướng thao túng nguồn lực của mẹ để nuôi dưỡng thai nhi lớn và khỏe mạnh nhất. Dù thai kỳ phần lớn mang tính chất hợp tác, vẫn có một đấu trường lớn cho những xung đột tiềm ẩn giữa mẹ và thai nhi, với các gen được in dấu và nhau thai đóng vai trò chính.”
Giáo sư Amanda Sferruzzi-Perri, chuyên gia Sinh lý học Bào thai và Nhau thai tại Đại học Cambridge và đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: “Đây là bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy một gen được thừa hưởng từ cha đang gửi tín hiệu tới mẹ để chuyển hướng dinh dưỡng tới thai nhi.”
Tiến sĩ Jorge Lopez-Tello, đồng tác giả nghiên cứu tại Khoa Sinh lý học, Phát triển và Thần kinh học của Đại học Cambridge, cho biết: “Nếu chức năng của một gen có tên Igf2 từ cha bị tắt trong các tế bào tín hiệu, mẹ không sản xuất đủ glucose và lipid – chất béo – trong máu. Kết quả là, các chất dinh dưỡng này không đủ cung cấp cho thai nhi và thai nhi không phát triển đúng cách.”
Các nhà khoa học phát hiện rằng việc xóa gen Igf2 trong các tế bào tín hiệu của nhau thai ảnh hưởng đến sản xuất các hormone khác điều chỉnh cách tuyến tụy của mẹ sản xuất insulin, cũng như cách gan và các cơ quan trao đổi chất khác của mẹ phản ứng.
Các phát hiện của các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Nghiên cứu Trophoblast tại Khoa Sinh lý học, Phát triển và Thần kinh học của Đại học Cambridge và Đơn vị Bệnh lý Hóa học của Hội Nghiên cứu Y học đã được công bố trên tạp chí Cell Metabolism.
Các gen của thai nhi được kiểm soát bởi cha thường thúc đẩy sự phát triển của thai nhi, trong khi các gen được kiểm soát bởi mẹ thường có xu hướng hạn chế sự phát triển của thai nhi.
Giáo sư Sferruzzi-Perri giải thích: “Những gen từ mẹ hạn chế sự phát triển của thai nhi được cho là cách mà mẹ bảo vệ sự sống của mình, để tránh sinh ra một đứa trẻ chiếm hết tất cả dinh dưỡng và quá to, khó sinh.”
Hình ảnh hiển thị các tế bào tín hiệu (màu xanh lá) trong nhau thai của chuột, đóng vai trò chính trong việc điều khiển từ xa quá trình trao đổi chất của mẹ để hỗ trợ cung cấp chất dinh dưỡng và sự phát triển của thai nhi. Ảnh: Phòng thí nghiệm Sferruzzi-Perri.
