1. Khái Niệm Chuyển Gen Dọc (VGT) Và Chuyển Gen Ngang (HGT)
Một trong những nguyên tắc nền tảng của sinh học và di truyền học là khái niệm cha mẹ truyền vật chất di truyền (DNA) cho con cái. Sự truyền từ cha mẹ sang con cái này còn được gọi là chuyển gen dọc (Vertical Gene Transfer – VGT). Trong nhiều năm, các nhà khoa học cũng đã biết rằng thông tin di truyền cũng có thể được truyền giữa các sinh vật (thường là giữa các vi khuẩn) trong một quá trình gọi là chuyển gen ngang (Horizontal Gene Transfer – HGT), trước đây được gọi là chuyển gen bên (Lateral Gene Transfer – LGT). Ví dụ, chuyển gen ngang cho phép vi khuẩn chia sẻ các gen như gen kháng kháng sinh, điều này giúp giải thích cách kháng thuốc có thể lan rộng trong quần thể vi khuẩn. Một hình thức khác của chuyển gen ngang diễn ra khi ký sinh trùng có thể kết hợp thông tin di truyền vào sinh vật chủ (Dunning Hotopp, et al., 2007).
2. Bế Tắc Của Thuyết Tiến Hóa Trước Sự Xuất Hiện Của “Gen Mồ Côi”
Trong hai thập kỷ qua, với việc hoàn thành trình tự bộ gen đầy đủ của nhiều sinh vật, các nhà khoa học đã so sánh trình tự DNA của các gen tương tự được tìm thấy ở các sinh vật khác nhau. Những so sánh này đã chỉ ra rằng không phải tất cả các gen đều có thể được giải thích thông qua mô hình tiến hóa theo nguồn gốc chung điển hình, trong đó tất cả thông tin di truyền được truyền qua chuyển gen dọc. Nói cách khác, một số sinh vật có chung các gen tương tự mà không tìm thấy ở “tổ tiên chung” được cho là của chúng, như người ta mong đợi nếu thuyết tiến hóa Darwin là đúng.
Như Tiến sĩ Jeff Tomkins, nhà di truyền học thuộc Viện Nghiên cứu Sáng tạo, đã lưu ý, những gen này được gọi là gen “mồ côi” (orphan genes) (Tomkins, 2013). Câu hỏi đặt ra là, những gen này đến từ đâu, nếu không phải từ một tổ tiên? Do đó, trong nỗ lực giải thích sự hiện diện của các gen không được tìm thấy ở tổ tiên tiến hóa giả định, một số nhà nghiên cứu đã sử dụng khái niệm chuyển gen ngang để giải thích các gen này ngay cả ở các sinh vật nhân chuẩn đa bào. Cần lưu ý rằng chuyển gen ngang là một chủ đề gây tranh cãi và không phải tất cả các nhà tiến hóa đều chấp nhận giả thuyết này. Ngoài ra, việc sử dụng chuyển gen ngang để giải thích sự hiện diện của các gen này là một bước tiến lớn vượt ra ngoài các trường hợp chuyển gen ngang “quan sát được” thực tế. Mặc dù chuyển gen ngang được quan sát thấy ở vi khuẩn và trong một vài mối quan hệ ký sinh trùng-vật chủ, nhưng không có cơ chế nào được quan sát thấy cho sự lan truyền gen giữa các sinh vật đa bào theo chiều ngang (Tomkins, 2015).
3. Các Rào Cản Sinh Học Phân Tử Khi Áp Dụng HGT Lên Sinh Vật Đa Bào
Điều thú vị là, một báo cáo được công bố gần đây cho rằng cần đến sự chuyển gen ngang để giải thích hàng chục, thậm chí hàng trăm gen ở người và các loài linh trưởng không phải người (Crisp, et al., 2015). Trên thực tế, nghiên cứu này đã xác định hàng chục gen “ngoại lai” trong bộ gen người. Cần lưu ý rằng tiêu chí để quyết định xem gen có phải là “ngoại lai” hay không dựa trên giả định về sự tiến hóa theo nguồn gốc chung. Nói cách khác, gen “ngoại lai” là những gen không thể được giải thích bằng sự chuyển gen dọc tiêu chuẩn từ những “tổ tiên chung” được cho là có nguồn gốc từ tổ tiên. Do đó, các tác giả này cho rằng những gen như vậy phải được giải thích bằng sự chuyển gen ngang (Crisp, et al.).
Nghiên cứu này đã được Tomkins xem xét, người từng tham gia vào các nghiên cứu về chuyển gen ngang ở vi khuẩn trước đây (Dunning Hotopp, et al., 2007). Ông nhận thấy một số vấn đề với nghiên cứu hiện tại, bao gồm cả cách so sánh gen chỉ sử dụng các đoạn trình tự tương đồng chứ không phải toàn bộ trình tự gen (Tomkins, 2015). Ngoài ra, các gen được xác định trong nghiên cứu bao gồm một số hoạt động enzyme thiết yếu—bao gồm các enzyme tham gia vào quá trình chuyển hóa axit amin, lipid và nucleotide (Crisp, et al.). Những enzyme này là thành phần không thể thiếu của các con đường trao đổi chất chứ không phải là các thành phần cấy ghép có thể loại bỏ từ các sinh vật ở xa.
Hơn nữa, các tác giả không đề xuất bất kỳ cơ chế nào về cách thức chuyển gen ngang được cho là hoạt động giữa các sinh vật đa bào. Như Tomkins đã chỉ ra, chuyển gen ngang giữa các sinh vật đa bào sẽ đòi hỏi các gen mới phải được đưa vào tế bào mầm, được tích hợp vào bộ gen, và sau đó được truyền cho con cháu (2015). Có những rào cản đối với việc xảy ra các sự kiện này ở nhiều cấp độ. Cuối cùng, các gen này cần được biểu hiện, điều chỉnh và được tích hợp vào các mạng lưới trao đổi chất hiện có. Mỗi rào cản này đặt ra những thách thức đáng kể đối với việc sử dụng chuyển gen ngang để giải thích sự lan truyền của gen.
4. Kết Luận: Dấu Ấn Của Thiết Kế Sáng Tạo Thay Vì Suy Diễn Tiến Hóa
Thực tế là, hiện tại không có bằng chứng nào cho thấy chuyển gen ngang có thể xảy ra trong tự nhiên giữa các sinh vật đa bào. Hơn nữa, không có cơ chế nào được quan sát thấy cho quá trình chuyển giao này diễn ra. Việc các gen được xác định trong nghiên cứu nêu trên tác động đến các enzyme và con đường trao đổi chất quan trọng cho thấy rằng các gen này là một phần của các mạng lưới phức tạp và tích hợp—chúng không chỉ đại diện cho các chức năng nhỏ trong nhiều trường hợp.
Tóm lại, rõ ràng là việc dựa vào chuyển gen ngang để giải thích sự lan truyền của các gen “ngoại lai” là một sự suy diễn gượng ép, và hiện đang thiếu các bằng chứng quan trọng. Đây không phải là lần đầu tiên—và cũng sẽ không phải là lần cuối cùng—các nhà tiến hóa học phải cố gắng để giải thích những bằng chứng rõ ràng. Việc các gen không thể được quy cho chuyển gen dọc và nguồn gốc chung, thay vào đó, có thể được hiểu là các gen này được đặt ở đó theo thiết kế của Đấng Tạo Hóa, đó là lời giải thích đơn giản, hợp lý và khoa học nhất.
Tài Liệu Tham Khảo
Crisp, A., C. Boschetti, M. Perry, A. Tunnacliffe, and G. Micklem (2015), “Expression of Multiple Horizontally Acquired Genes Is a Hallmark of Both Vertebrate and Invertebrate Genomes,” Genome Biology, 16[1]:50.
Dunning Hotopp, J.C., M.E. Clark, D.C. Oliveira, et al. (2007), “Widespread Lateral Gene Transfer from Intracellular Bacteria to Multicellular Eukaryotes,” Science, 317[5845]:1753–1756.
Tomkins, J.P. (2013), “Newly Discovered ‘Orphan Genes’ Defy Evolution,” Institute for Creation Research.
Tomkins, J.P. (2015), “Another Horizontal Gene Transfer Fairy Tale,” Institute for Creation Research.