Giun phát quang - ý tưởng cho nguồn sáng bền vững

Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí FASEB đề xuất, chất nhầy giun biển Chaetopterus có thể trở thành nguồn sáng lâu dài cho công nghệ tương lai.

Phát quang sinh học từ lâu đã được quan sát thấy ở nhiều sinh vật như đóm đóm, tảo, sứa hay giun ống. Một số sử dụng ánh sáng như cơ chế tự vệ nhằm tạo bất ngờ hay đánh lạc hướng kẻ thù; một số khác lại biến nó thành phương tiện ngụy trang hoặc thu hút bạn tình.

Giun ống giấy phát quang (phải) khi cảm thấy bị đe dọa. (Ảnh: IFL Science).

Trong hầu hết trường hợp, hiện tượng thường diễn ra trong chốc lát, chẳng hạn như sinh vật phù du dưới đại dương chỉ chớp sáng khi mặt nước bị khuấy động vào ban đêm. Tuy nhiên, ở loài giun ống giấy (Chaetopterus), chất nhầy mà chúng tiết ra có tác dụng đốt cháy chậm, tạo ra ánh sáng xanh kéo dài.

"Ánh sáng được tạo ra bởi Chaetopterus không xuất hiện dưới dạng chớp sáng mà kéo dài rất lâu", Tiến sĩ Evelien De Meulenaere, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Dimitri Deheyn thuộc Viện Hải dương học Scripps của Mỹ cho biết. "Hiểu được cơ chế của quá trình này có thể là chìa khóa để thiết kế các que phát sáng (lightstick) hoạt động trong nhiều ngày và thân thiện với môi trường, dùng để chiếu sáng sân vườn hay đường phố".

Các phân tích chi tiết về chất nhờn của giun tiết lộ nó có chứa một loại protein lưu trữ sắt có tên là ferritin. Khi được bổ sung với số lượng lớn, ferritin có thể làm tăng độ sáng của dịch tiết. Các nhà khoa học mô tả protein này hoạt động gần giống như một cục pin lưu trữ năng lượng cho ánh sáng xanh.

"Nguồn sáng dựa trên cơ chế này có thể được kích hoạt từ xa bằng cách sử dụng ánh sáng xanh để bắt đầu và khuếch đại quá trình", De Meulenaere giải thích. "Một khi hiểu chính xác cách thức hệ thống tự nhiên sản xuất ánh sáng, chúng ta hoàn toàn có thể phát triển nguồn sáng bền vững vừa có khả năng phân hủy sinh học, vừa có thể sạc lại".

Các nhà khoa học tin rằng nghiên cứu này có thể ứng dụng làm "thẻ phát quang" cho protein hoặc tế bào trong các thí nghiệm. Lựa chọn bằng ánh sáng huỳnh quang hiện nay có nhược điểm là thời gian phát sáng quá ngắn; trong khi chất nhờn của Chaetopterus lại có thể sáng trong nhiều ngày.

Ngoài vai trò là nguồn sáng tự cấp, nhóm nghiên cứu cũng hy vọng chất nhờn của giun biển có thể dùng vào việc chẩn đoán độc tính hay sự thiếu hụt của sắt do tính nhạy cảm của ferritin.

Cập nhật: 08/05/2020 Theo VnExpress