1.2. TỔNG QUAN VỀ ĐA HÌNH GEN TY THỂ
1.2.1. Nghiên cứu về quan hệ di truyền người trên thế giới
Nghiên cứu về quan hệ di truyền người nhằm hiểu rõ hơn về lịch sử tiến hóa của lồi người và mối quan hệ giữa các quần thể người khác nhau. Trước đây, các phương pháp nghiên cứu dựa trên hình thái, chủ yếu dựa trên các đặc điểm giải phẫu (tầm vóc, màu da, màu mắt, kích thước, hình dạng của xương…), được sử dụng chủ yếu trong các nghiên cứu về quan hệ di truyền và tiến hóa [50]. Nhược điểm của phương pháp này là không phát hiện được những khác biệt và biến đổi bên trong hệ gen như sự đa hình và đột biến.
Phương pháp phả hệ cho phép theo dõi, phân tích sự xuất hiện một tính
trạng nào đó và sự di truyền của nó qua các thế hệ; đồng thời xác định tính trạng trội hay lặn, do một hay nhiều gen chi phối, di truyền có liên kết với giới tính hay khơng… Phương pháp này có thể xác định được đặc điểm di truyền của một loạt tính trạng do gen gây bệnh tạo nên như bệnh máu khó đơng, mù màu hồng lục, suy liệt thần kinh thị giác…[51]
Phương pháp di truyền tế bào rất hiệu quả trong nghiên cứu di truyền
học người và trong y học để chẩn đoán các bệnh di truyền, trên cơ sở phân tích tế bào học bộ nhiễm sắc thể kết hợp với phân tích phả hệ để làm rõ hình ảnh tế bào liên quan đến kiểu hình. Những năm gần đây, phương pháp nhuộm phân hóa nhiễm sắc thể đã cho phép so sánh, phân tích chi tiết các sai khác giữa các nhiễm sắc thể qua các băng nhuộm đặc trưng hiện trên nhiễm sắc thể. Phương pháp này góp phần nghiên cứu hình thái nhiễm sắc thể, kiểu nhân
của các quần thể người, qua đó tìm hiểu các biến đổi chủng loại phát sinh; phát hiện các sai lệch nhiễm sắc thể liên quan đến các biểu hiện lâm sàng, đột biến cấu trúc, đột biến số lượng nhiễm sắc thể dẫn đến những biểu hiện kiểu hình khác thường…[51]
Mặc dù có nhiều ưu điểm song các phương pháp trên vẫn còn nhiều hạn chế do các đặc điểm về hình thái khơng thể hiện được ở mức độ các gen rất phức tạp và mối tương tác điều hòa giữa các gen. Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của sinh học phân tử, các kỹ thuật DNA ngày càng được sử dụng nhiều hơn và đã khắc phục được những hạn chế của các phương pháp trước đây. Các phương pháp sử dụng enzyme cắt giới hạn, kỹ thuật DNA tái tổ hợp, giải trình tự DNA đặc trưng của từng cá thể, so sánh các phản ứng miễn dịch của protein… đã giúp phát hiện sự đa dạng di truyền phân tử trong một hệ gen và so sánh những thay đổi trong hệ gen giữa cá thể này với cá thể khác, giữa loài này với loài khác [51].
Sự tồn tại của các đa hình di truyền phân tử trong các quần thể người lần đầu tiên được nhà khoa học Hirszfeld (1919) chứng minh trong một nghiên cứu kinh điển đầu tiên về gen người, đó là kháng nguyên nhóm máu ABO. Sau đó người ta đã tìm ra các chỉ thị protein nhóm máu (Blood group protein markers) ví dụ như MNS và Rh. Chúng được dùng làm các chỉ thị đa hình (polymorphic markers) và được phân tích bằng các kháng thể. Fisher cũng đã chỉ ra rằng q trình tiến hóa có thể được tái xây dựng lại dựa trên việc phân tích các kiểu gen đa locus (Multilocus genotypes) trên một nhiễm sắc thể ở các quần thể và sự di truyền của chúng trong các phả hệ [52],[53].
Vào năm 1980, một phương pháp mới nghiên cứu về đa hình DNA ra đời. Phương pháp này xác định các đột biến ở các vị trí giới hạn bằng cách sử dụng các đồng vị phóng xạ và từ đó cũng tạo ra một số chỉ thị mới. Nhưng chỉ đến năm 1986, khi kỹ thuật PCR được phát triển thì nghiên cứu về đa hình DNA mới trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn. Sau đó vào những năm đầu của
thập niên 90, sự phát triển của kỹ thuật đọc trình tự DNA bằng máy tự động đã mở ra nhiều ứng dụng trong nghiên cứu hệ thống học về đa hình bộ gen người. Hiện nay, các số liệu thu được từ các chỉ thị protein (còn được gọi là các chỉ thị “cổ điển”) vẫn nhiều hơn so với các số liệu thu được từ DNA mặc dù điều này đang thay đổi nhanh chóng. Tuy nhiên, một điều thú vị là các kết quả thu được từ các nghiên cứu về đa hình cổ điển trước đây hồn tồn giống với các kết quả khi sử dụng các chỉ thị DNA. Các ứng dụng chỉ thị di truyền này bao gồm RFLP, STRs, VNTRs (hay minisatellite), DNA ty thể, nhiễm sắc thể Y, microsatellite, SNPs… Các chỉ thị này đều mang tính bảo thủ cao, được di truyền qua các thế hệ và mang tính đặc trưng cho từng cá thể. Ngồi ra, người ta cũng tiến hành nghiên cứu các alen trên các locus gen. Trong quá trình hình thành và phát triển cá thể có các đột biến trình tự nucleotide trên
sợi kép DNA, do vậy đối với mỗi locus gen người ta đã ghi nhận được rất nhiều alen (ví dụ locus D1S80 có 28 alen ký hiệu từ 14 đến 41). Chính sự khác nhau trong trình tự nucleotide của các alen trong cùng locus của các phân tử DNA là cơ sở cho nghiên cứu quan hệ di truyền của người [52].
Những thành tựu về công nghệ di truyền phân tử trong thập kỉ qua đã mở ra một kỷ nguyên mới cho các nghiên cứu về tiến hóa, đặc biệt là về tiến hóa của lồi người. Số liệu về sự đa hình DNA trong các quần thể người ngày càng nhiều và đầy đủ hơn. Khẳng định tầm quan trọng của các đa hình này trong lĩnh vực y dược học, sinh học, cũng như trong nghiên cứu về lịch sử phát triển của con người. Các chỉ thị phân tử đơn bội (Haploid markers) như DNA ty thể và nhiễm sắc thể Y được coi là các công cụ hữu hiệu trong các nghiên cứu về tiến hóa và mối quan hệ giữa các quần thể người.