Công nghệ ADN thế hệ mới: Thêm hy vọng xác định danh tính liệt sĩ

Bước tiến của công nghệ giám định

Theo ông Vũ Anh Tuấn, Giám định viên Trung tâm Giám định ADN, thuộc Viện Sinh học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) trong nhiều năm qua, Việt Nam chủ yếu sử dụng ADN ty thể (mtDNA) - được di truyền từ mẹ sang con - để nhận dạng hài cốt liệt sĩ. Đây là lựa chọn phù hợp với điều kiện thực tế bởi ADN ty thể tồn tại với số lượng lớn trong mỗi tế bào nên dễ thu hồi hơn từ những mẫu xương đã bị phân hủy nặng. Nhờ đó, phương pháp này đã góp phần mang lại nhiều kết quả trong công tác xác định danh tính liệt sĩ suốt thời gian qua.

Tuy nhiên, theo ông Tuấn, ADN ty thể cũng tồn tại những hạn chế nhất định. "ADN ty thể chỉ di truyền theo dòng mẹ nên khả năng nhận dạng còn bị giới hạn. Trong cùng một dòng họ bên ngoại có thể xuất hiện nhiều người mang kiểu ADN giống nhau. Bên cạnh đó, loại dữ liệu này cũng khó triển khai trên quy mô lớn", ông phân tích.

Xuất phát từ yêu cầu phải giải quyết số lượng rất lớn các mẫu hài cốt còn tồn đọng, các nhà khoa học đã chuyển hướng nghiên cứu sang "hệ gen nhân" (nuclear genome - là toàn bộ vật chất di truyền (DNA) nằm trong nhân tế bào của sinh vật nhân thực), bằng công nghệ giải trình tự thế hệ mới. Khác với phương pháp truyền thống, công nghệ này phân tích hàng nghìn điểm đa hình nucleotide đơn (SNP) trên toàn bộ hệ gen nhân. Đây được xem là bước tiến quan trọng bởi chỉ cần những đoạn ADN rất ngắn, dài khoảng 50-70 cặp base, thậm chí ngắn hơn, vẫn có thể thu nhận và phân tích.

Theo ông Tuấn, điều này đặc biệt phù hợp với điều kiện các mẫu hài cốt tại Việt Nam, khi ADN đã bị đứt gãy thành nhiều đoạn nhỏ sau hàng chục năm nằm dưới lòng đất. Không chỉ giúp tăng khả năng thu hồi ADN, hệ gen nhân còn mang lại ưu thế rất lớn trong việc mở rộng phạm vi xác định quan hệ huyết thống. "Nếu ADN ty thể chỉ cho phép truy tìm theo dòng mẹ thì hệ gen nhân được di truyền từ cả cha và mẹ. Điều đó giúp chúng tôi có thể mở rộng việc lấy mẫu thân nhân theo cả hai dòng huyết thống, không còn bị giới hạn như trước", ông Tuấn cho biết.

Một ưu điểm nổi bật khác của dữ liệu SNP là khả năng xây dựng cơ sở dữ liệu di truyền quy mô lớn. Theo ông Tuấn, đây là nền tảng để các thuật toán có thể tự động đối chiếu hàng nghìn, thậm chí hàng trăm nghìn mẫu ADN cùng lúc. "Muốn giải quyết bài toán hơn 300.000 hài cốt liệt sĩ chưa xác định danh tính thì nhất thiết phải có dữ liệu đủ lớn và quy trình đủ nhanh. Chúng tôi đang hướng tới tự động hóa gần như toàn bộ quy trình giám định để đáp ứng yêu cầu này", ông Tuấn nói.

Hiện nay, quy trình giám định bao gồm nhiều công đoạn như xử lý mẫu ban đầu, nghiền mẫu, tách chiết ADN, định lượng ADN, chuẩn bị thư viện giải trình tự, phân tích dữ liệu tin sinh học và đối chiếu với mẫu thân nhân do Bộ Công an cung cấp theo quy định. Nếu thực hiện một lượt giám định hoàn chỉnh, thời gian xử lý thường kéo dài khoảng ba đến bốn tuần.

Để tiếp nhận công nghệ mới, đội ngũ giám định viên, kỹ thuật viên của trung tâm đã được đào tạo chuyên sâu trong nước và quốc tế. Yếu tố con người đóng vai trò quyết định bởi công nghệ càng hiện đại càng đòi hỏi trình độ chuyên môn cao và quy trình vận hành nghiêm ngặt.

Cuộc chạy đua với thời gian

Nếu công nghệ mới mở ra hy vọng thì những người trực tiếp làm công tác giám định vẫn đang phải đối mặt với những mẫu ADN được đánh giá thuộc nhóm khó nhất thế giới. Theo ông Vũ Anh Tuấn, điều kiện chôn cất trong chiến tranh rất sơ sài, nhiều hài cốt đã trải qua nhiều lần di chuyển trước khi được quy tập về nghĩa trang. Cùng với khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều của Việt Nam, ADN trong các mẫu xương bị phân hủy rất mạnh. "Tất cả các mẫu hài cốt hiện nay đều đã có tuổi đời ít nhất khoảng 50 năm, nhiều mẫu lên tới 70-80 năm. Chất lượng ADN rất kém nên việc thu hồi được vật liệu di truyền luôn là thách thức rất lớn", ông chia sẻ.

Những khó khăn này được thể hiện rõ qua quá trình khai quật tại Nghĩa trang liệt sĩ Dòng Riềng (An Giang). Theo ông Trần Trung Thành, Giám đốc Trung tâm Giám định ADN, thuộc Viện Sinh học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) thì trong đợt khai quật vừa qua, các nhà khoa học đã mở 965 ngôi mộ nhưng chỉ thu được 535 mẫu sinh phẩm được đánh giá còn đủ điều kiện để tiến hành giám định.

Đó mới chỉ là bước đánh giá ban đầu dựa trên hình thái mẫu xương. Việc có thu hồi được ADN hay không vẫn phải chờ kết quả phân tích trong phòng thí nghiệm. Ông Thành cho biết, có những khu mộ đã bị ngập nước liên tục từ năm 1989. Môi trường nước kéo dài khiến ADN tiếp tục bị phân hủy trong nhiều chục năm, làm giảm đáng kể khả năng thu hồi vật liệu di truyền.

Không chỉ khác nhau về thời gian chôn cất, các mẫu hài cốt còn chịu tác động rất lớn của điều kiện địa chất và khí hậu. Mẫu được an táng ở vùng núi khô ráo sẽ có mức độ bảo tồn ADN khác hoàn toàn với mẫu nằm nhiều năm trong khu vực đồng bằng ngập nước. "Chính vì vậy, không thể kỳ vọng có một giải pháp duy nhất áp dụng được cho tất cả các mẫu. Chúng tôi phải tiếp tục hoàn thiện công nghệ, đánh giá trên nhiều nhóm mẫu khác nhau để tìm ra phương pháp phù hợp nhất với điều kiện thực tế của Việt Nam", ông Thành nói.