Khoa học tự nhiên

Gen của virus có thể giúp vi khuẩn tồn tại (05/06/2018)

Trong sinh học tiến hóa, cách thức phát sinh chức năng mới luôn là một vấn đề có ý nghĩa quan trọng. Nghiên cứu mới tại trường Đại học Uppsala, Thụy Điển, cho thấy: thể thực khuẩn - một thể “ăn” vi khuẩn, hay nói đúng hơn là virus của vi khuẩn có khả năng lây nhiễm, gây bệnh và giết chết vi khuẩn một cách tự nhiên - là yếu tố đóng góp các chức năng mới nhờ khả năng tiềm ẩn trong các vật chủ vi khuẩn của chúng.

Thực khuẩn thể là sinh vật phổ biến và đa dạng nhất trên Trái đất. Mỗi ngày, thực khuẩn thể lây nhiễm, gây bệnh và tiêu diệt 15 - 30% số vi khuẩn sinh sống trong đại dương trên thế giới. Trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Ecology & Evolution, các nhà khoa học đã nghiên cứu vai trò vật trung gian của thể thực khuẩn, cho phép truyền các gen giúp vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) sống sót, thay vì tiêu diệt vi khuẩn. 

Jon Jerlström-Hultqvist, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Chúng tôi đã phát hiện ra một cơ chế mới, đáng ngạc nhiên mà theo đó, các gen từ thể thực khuẩn cho phép vi khuẩn sử dụng khả năng tiềm ẩn của chúng và thiết lập một chức năng mới".

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu tiến hành loại bỏ một gen thiết yếu (ilvA) ra khỏi vi khuẩn. Sau đó, họ kiểm tra xem liệu rằng các gen thực khuẩn thể (được cô lập từ Svandammen, "Swan Pond", ở trung tâm Uppsala) có thể giúp vi khuẩn sống sót hay không. Các chuyên gia đã xác định được một nhóm gen mới có khả năng mã hóa cho enzym xúc tác thủy phân S-adenosyl methionine (SAM). Các enzym này phá vỡ SAM và kết quả là, thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp của axit amin methionine, tiền thân của SAM. Một trong những enzym đóng vai trò thiết yếu trong quá trình sinh tổng hợp methionine có phản ứng phụ cho phép vi khuẩn E. coli khả năng sống sót, bù đắp cho sự vắng mặt của gen ilvA thiết yếu.

Theo Giáo sư Dan I. Andersson, người đứng đầu nghiên cứu, để nhận thức rõ hơn cách thức hoạt động của vi khuẩn, các chức năng thường thấy trong vi khuẩn không phải là những chức năng duy nhất cần tìm hiểu. Khả năng tiềm ẩn của tế bào vi khuẩn có thể được biểu hiện khi quá trình trao đổi chất của nó thay đổi, ví dụ như trong sự nhiễm thực khuẩn thể.

Giáo sư cũng cho biết: “Chức năng mới được phát hiện trong nghiên cứu này là khả năng phá vỡ thành phần tế bào quan trọng (SAM) của vi khuẩn của các enzym thực khuẩn thể này. Khi thành phần này bị phá vỡ, tế bào vi khuẩn sẽ tái lập quá trình trao đổi chất của nó và hình thành một chức năng mới. Ngoài ra, việc nhận thức được khả năng tiềm ẩn của vi khuẩn và liệu nó có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của tình trạng kháng kháng sinh và khả năng gây bệnh của nó cũng hết sức quan trọng".

Nguồn: P.K.L (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 31/5/2018