Khoa học - Y dược

Một họ protein mới nhạy cảm với ánh sáng (17/10/2018)

Nghiên cứu tại Viện công nghệ Technion (Israel) đã phát hiện ra một họ protein photoreceptor mới.

Hình ảnh minh họa.

Một số protein cho phép các sinh vật sống thu năng lượng mặt trời. Những protein này, chịu trách nhiệm thu ánh sáng, thông qua hai quá trình sinh học riêng biệt. Đầu tiên, quá trình này là quang hợp. Nó được sử dụng bởi thực vật, tảo và vi khuẩn thủy sinh (cyanobacteria). Thứ hai là thông qua võng mạc liên quan đến protein, rhodopsins, được sử dụng bởi nhiều vi sinh vật, cũng như các cơ quan thị giác của nhiều loài động vật tiến hóa, chẳng hạn như mắt của động vật có vú. Rhodopsin là các protein xuyên màng, tức là được nhúng vào màng tế bào và đi xuyên qua nó bảy lần. Rhodopsins bao gồm một protein gắn với một dẫn xuất vitamin A, được gọi là võng mạc, cho phép thu ánh sáng.

Hiện nay, có hai loại rhodopsin đã biết. Vi sinh vật sử dụng loại rhodopsins 1 để phát hiện ánh sáng và biến đổi nó thành năng lượng hóa học, trong khi loại rhodopsins 2 được tìm thấy trong mắt của động vật và rất quan trọng cho thị lực.

Các rhodopsins đầu tiên được phát hiện vào năm 1876 bởi nhà khoa học người Đức Franz Christian Boll, người đã phân lập chúng trên ếch. Năm 1971, gần 100 năm sau, các nhà nghiên cứu tại Đại học California đã phát hiện ra một họ rhodopsin mới trong một vi khuẩn.

Trong phòng thí nghiệm vi sinh vật biển Technion, các nhà nghiên cứu đứng đầu là giáo sư Beja đã khám phá ra những rhodopsin hoàn toàn mới trong các vi sinh vật sống ở hồ Tiberias vào mùa hè khi mặt trời ở mức tối đa. Biển Galilee, giống như bất kỳ môi trường tự nhiên nào, là nơi sinh sống của nhiều loại vi sinh vật không thể nuôi trồng trong phòng thí nghiệm. Vì vậy, giáo sư Beja sử dụng một chủng Escherichia coli (một loại vi khuẩn) như một nhà máy sản xuất protein cho các vi sinh vật sống ở hồ Tiberias.

Bằng cách thêm retinal (một dẫn xuất vitamin A liên quan đến tầm nhìn động vật) cho vi khuẩn, các nhà nghiên cứu phát hiện ra một gen cung cấp cho Escherichia coli chủng màu tím sẫm. Gen này hóa ra là một họ rhodopsins hoàn toàn mới mà các nhà nghiên cứu đã đặt tên là hiorhodopsin.

Phát hiện này là những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực khoa học thần kinh: dựa trên việc sử dụng các loại rhodopsin loại 1 để kích hoạt các tế bào thần kinh được kiểm soát. Ngày nay, nhiều nhóm nghiên cứu trong lĩnh vực này đang nghiên cứu sử dụng loại rhodopsin 1.

Nguồn: N.M.P (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 16/10/2018