Bản thảo thời trung cổ là "viên nang thời gian sinh học" hé lộ lịch sử virus đậu cừu

Đậu cừu (sheeppox) là một bệnh do virus gây ra, có khả năng lây nhiễm cao và thường gây tử vong cho gia súc, đã gần như bị xóa sổ khỏi phần lớn các đàn vật nuôi ở châu Âu vào thế kỷ 20. Tuy nhiên, để tái dựng lại quá trình tiến hóa của loại virus này trong suốt 3.500 năm qua, các nhà khoa học đã chiết xuất và giải mã DNA của virus đậu cừu được bảo quản trong da động vật dùng làm giấy da của nhiều bản thảo thời trung cổ. Kết quả nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Science Advances.

Giấy da – kho báu di truyền từ quá khứ

Giấy da (parchment) thời trung cổ thường được làm từ da cừu, bê hoặc dê. Trước đây, các nhà nghiên cứu chỉ xem chúng như nguồn tư liệu lịch sử về mặt chữ viết và văn bản. Tuy nhiên, công trình mới này cho thấy chính lớp da đó còn là nơi lưu giữ những dấu vết DNA của mầm bệnh đã từng lây nhiễm cho con vật khi còn sống – một phát hiện đầy bất ngờ.

"Việc ghi nhận DNA cổ đại của mầm bệnh đã thay đổi hoàn toàn sự hiểu biết của chúng ta về bệnh truyền nhiễm trong quá khứ, và ở đây chúng tôi chỉ ra rằng giấy da cũng có thể bảo tồn DNA mầm bệnh của động vật. Các kho lưu trữ và thư viện trên khắp thế giới rất có thể cũng chứa những dấu vết di truyền của các đợt bùng phát dịch bệnh ở động vật trong quá khứ," – Louis L’Hôte, nghiên cứu sinh tại University College Dublin, đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ.

Hành trình 3.500 năm của virus đậu cừu

Theo các tác giả, bằng chứng văn bản sớm nhất về bệnh đậu cừu có từ thế kỷ thứ nhất sau Công nguyên, khi các ghi chép của người La Mã mô tả những đợt bùng phát với các tổn thương da (mụn mủ) trên gia súc. Đến thời Trung cổ, các văn bản nông nghiệp và tài liệu kế toán ở Pháp, Tây Ban Nha và Anh thường xuyên nhắc đến những đợt dịch "đậu mùa" hoặc "variola" chết chóc trên đàn cừu.

Dữ liệu ghi chép cho thấy các đợt bùng phát dường như suy giảm ở Pháp vào thế kỷ 17, nhưng lại tái bùng phát thường xuyên trong các thế kỷ 18 và 19, thường gây tỷ lệ tử vong cao trong đàn gia súc. Trong khi đó, Vương quốc Anh phải đến năm 1847 mới chứng kiến sự trở lại của dịch đậu cừu.

Phân tích DNA cổ đại trong nghiên cứu này đã vẽ nên một bức tranh tiến hóa rộng lớn hơn nhiều so với những gì ghi chép viết tay từng ghi nhận. Theo đó, virus đậu cừu đã ảnh hưởng đến các đàn cừu ở lục địa Á-Âu trong ít nhất ba thiên niên kỷ rưỡi.

"Những bộ gen này giúp chúng tôi hiểu cách các mầm bệnh tiến hóa và cách chúng tác động đến các xã hội trong quá khứ – ví dụ như virus đậu cừu, loại virus mà chúng tôi chứng minh đã ảnh hưởng đến đàn cừu Á-Âu trong ít nhất ba nghìn năm rưỡi," L’Hôte nói thêm.

Ý nghĩa với bối cảnh dịch tễ học hiện đại

Mặc dù gần như được thanh toán ở châu Âu, bệnh đậu cừu vẫn thỉnh thoảng xuất hiện thành các ổ dịch khu vực. Đơn cử, năm ngoái, nhiều đàn cừu ở Hy Lạp đã bị thiệt hại nặng nề vì dịch bệnh này. Nghiên cứu về DNA cổ đại không chỉ giúp tái dựng quá khứ mà còn hỗ trợ các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cơ chế tiến hóa và lây lan của virus – nền tảng quan trọng để dự đoán và ứng phó với các đợt bùng phát trong tương lai, nhất là trong bối cảnh biến đổi khí hậu có thể làm thay đổi môi trường sống và đường lây truyền.

Phương pháp này cũng mở ra một hướng nghiên cứu mới cho các nhà khoa học trên toàn cầu: thay vì chỉ tìm kiếm mầm bệnh trong xương hoặc răng người cổ đại, họ có thể hướng đến các bộ sưu tập bản thảo da động vật khổng lồ trong các kho lưu trữ – một nguồn dữ liệu sinh học gần như chưa được khai thác.