Không cần ADN, bạn có thể bị nhận dạng danh tính chỉ với hệ gen vi sinh vật trên cơ thể mình

Các nhà khoa học đến từ Trường Y học Cộng đồng Harvard T.H. Chan ở Boston, bang Massachusetts, Mỹ, đã tiến hành nghiên cứu và thấy rằng những cộng đồng vi sinh vật bên trong và ngoài cơ thể – microbiota – có thể là “dấu vân tay” mới để nhận dạng mỗi người.

Nghiên cứu này được đăng tải trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia. Đây là nghiên cứu đầu tiên nhắc tới khả năng sử dụng dữ liệu hệ gen vi sinh vật microbiome để nhận diện con người, mặc dù điều này cũng cho thấy vấn đề bảo mật liên quan tới những tình nguyện viên tham gia các dự án nghiên cứu về hệ gen vi sinh vật người này.

Tác giả chính Eric Franzosa, nghiên cứu sinh tại Khoa Thống kê Sinh học tại Trường Harvard Chan, cho biết rằng hàng thập kỷ qua, lĩnh vực di truyền pháp y vẫn dựa trên mối liên hệ giữa mẫu ADN với dữ liệu về “vân tay” của ADN để nhận dạng danh tính mỗi người.

“Chúng tôi đã cho thấy việc nhận dạng danh tính cũng có thể thực hiện với chuỗi gen của vi sinh vật sống trong cơ thể người mà không cần tới dữ liệu về AND người.”

“Điều này mở ra cánh cửa để kết nối hệ gen vi sinh vật người microbiome với dữ liệu, và giúp chúng ta tiếp cận với những thông tin nhạy cảm hơn – ví dụ bệnh lây nhiễm qua đường tình dục của một người cũng có thể được phát hiện dựa trên mẫu microbiome.”

Ở một người bình thường, vi khuẩn gấp khoảng 10 lần số tế bào của cơ thể. Những vi khuẩn này đóng vai trò nổi bật trong việc duy trì sức khỏe bằng cách sinh ra vitamin, phân giải thức ăn, hỗ trợ hệ miễn dịch và sản sinh các chất kháng viêm.

Khi hệ gen vi sinh vật microbiome này bị gián đoạn, những vấn đề sức khỏe như viêm ruột có thể xảy ra. Nhiều nghiên cứu gần gây cũng đã cho thấy mối liên hệ giữa microbiome trong đường ruột với những tình trạng như bệnh Parkinson, dị ứng thức ăn, hen phế quản, và tăng nồng độ serotonin trong máu.

Phần lớn “mã” đặc trưng của mỗi người vẫn giữ nguyên theo năm tháng

Nghiên cứu sử dụng dữ liệu từ Dự án Microbiome Người. Họ đã phân tích các mẫu vi khuẩn lấy từ nước bọt, da, phân và các khu vực khác trên cơ thể của 242 tình nguyện viên trong 1 tháng.

Với sự hỗ trợ của thuật toán đáp ứng, các nhà khoa học đã tạo ra “mã” đặc biệt cho mỗi người. Những mã này được thiết lập bằng cách gộp các đặc tính chuỗi di truyền mang tính ổn định và khác biệt trong các mẫu microbiome thu thập được.

Những mã này được so sánh với những mẫu microbiome lấy từ cùng một người ở những lần sau, cũng như với các mẫu thu thập từ những nhóm tình nguyện viên độc lập khác.

Nhóm tác giả thấy rằng những mã này không chỉ độc nhất vô nhị, mà một số lượng lớn các mã vẫn ổn định sau 1 năm nghiên cứu. Những mã được xây dựng bằng dữ liệu ở đường ruột đặc biệt ổn định, với hơn 80% vẫn giữ nguyên đặc tính sau một năm.

Trưởng nhóm nghiên cứu, giáo sư về thuật toán sinh học Curtis Huttenhower từ Trường Harvard Chan, khẳng định rằng điều quan trọng là các nhà khoa học chú ý hơn tới tính bí mật của ADN vi sinh vật người, mặc dù vấn đề bảo mật này khá nhỏ. Nghiên cứu này còn cho thấy mẫu microbiome từ nhiều vị trí trên cơ thể có thể được phân tích và liên hệ tới người đó mà không cần có thêm thông tin nhận dạng nào khác.

“Có lẽ điều thú vị hơn là việc áp dụng nghiên cứu này vào hệ sinh thái vi sinh vật, bởi nó giúp gợi ý về các cư dân độc nhất vô nhị đang điều chỉnh môi trường bên trong cơ thể chúng ta – gen di truyền, chế độ ăn, và lịch sử phát triển – bằng cách cộng sinh và giúp cơ thể con người chống lại những kẻ xâm nhập có hại theo thời gian.”

“Mặc dù nhóm đối tượng nghiên cứu còn nhỏ so với các cộng đồng người trên thực tế (20-50 người), chúng tôi ước tính rằng kết quả này có thể tính trên các thang đo nhận dạng microbiome cho tối thiểu hàng trăm người, và số lượng đối tượng này đại diện cho các nghiên cứu đoàn hệ về microbiome gần đây.”

Nghiên cứu này được tài trợ một phần bởi Viện Sức khỏe Quốc gia Hoa Kỳ (NIH).