Khoa học tự nhiên

Phát hiện ra các vi khuẩn trên loài bọt biển mở ra khả năng thúc đẩy và ngăn chặn sự hình thành của màng sinh học (14/09/2012)

Theo một nghiên cứu chung của trường Đại học Maryland, Đại học Indiana và Đại học Colorado Denver, khi có đủ các vi khuẩn tập hợp tại một vị trí, chúng sẽ đưa ra quyết định chung, đó là phát triển thêm phần phụ (appendage) và bơi đi. Hành vi này đã được quan sát thấy lần tiên ở các loài bọt biển và có thể giúp tìm hiểu cách thức để phá vỡ các màng sinh học vi khuẩn có hại, chẳng hạn như mảng bám trên răng hoặc các màng xuất hiện trong các thiết y tế bên trong cơ thể như van tim nhân tạo.

Vi khuẩn có nhiều cách giao tiếp với nhau và hiện tại, các nhà khoa học đã xác định được một hệ thống phát tín hiệu mới cho thấy khi khối lượng lớn vi khuẩn xuất hiện, chúng phát triển thêm phần phụ như roi (flagellum) di chuyển theo đường xoắn ốc và tạo cho chúng khả năng bơi đi, ức chế sự hình thành các màng sinh học.

Đồng tác giả nghiên cứu TS Russell Hill, Giám đốc Viện Hàng hải và Công nghệ môi trường thuộc Đại học Maryland cho rằng bất cứ điều gì chúng ta có thể khám phá về sự giao tiếp này của vi khuẩn đều  quan trọng trong việc tìm hiểu cách thức vi khuẩn trở thành mầm bệnh ở người hoặc cách thức chúng tạo thành màng trên răng hoặc các thiết bị y tế bên trong. Việc tìm hiểu quá trình đó sẽ giúp kiểm soát các màng sinh học trong tương lai.

Theo ước tính, trên Trái đất có nhiều vi khuẩn hơn tất cả các dạng đời sống khác gộp lại. Chúng là những sinh vật đơn bào và chỉ có thể được quan sát thấy qua kính hiển vi. Tuy nhiên, vi khuẩn đã phát triển theo nhiều cách khác nhau để tập hợp thành các quần thể đông đúc và lầy nhầy được gọi là "màng sinh học," bám vào bề mặt cứng. Chúng cũng biết cách để giao tiếp với nhau và đưa ra quyết định của nhóm về cách cư xử.

Loài bọt biển trong các cộng đồng vi khuẩn đa dạng và phức tạp đặc biệt trong một số trường hợp chiếm từ 30-40% sinh khối của bọt biển. Mật độ vi khuẩn cao là địa điểm lý tưởng để nghiên cứu tín hiệu hoặc cách thức vi khuẩn giao tiếp với nhau bằng cách sử dụng các phân tử hóa học nhỏ. Cách cư xử của vi khuẩn chịu trách nhiệm cho một số qui trình tế bào, bao gồm việc kích hoạt các cơ chế phân tử  có thể làm cho bề mặt của đại dương sáng lên vào ban đêm và sự tập hợp của các vi khuẩn gây ra mảng bám trên răng còn gọi là màng sinh học.

Các vi khuẩn định cư và phụ thuộc vào loài bọt biển sử dụng cách cư xử để kích hoạt sự di động khi quần thể vi khuẩn trở nên dày đặc, hạn chế số lượng màng sinh học mà chúng tạo thành một cách tự nhiên.

Nghiên cứu được đăng tải trên Tạp chí Molecular Microbiology số 9 năm 2012.

Nguồn: NASATI