Vi khuẩn Deinococcus radiodurans, sinh vật duy nhất chịu được bức xạ cao

Loài vi khuẩn có thể sống cả năm ngoài vũ trụ
  • 792

Vi khuẩn Deinococcus radiodurans được xem là loài sinh vật duy nhất có khả năng lạ lùng: khôi phục lại bộ gene bị nứt làm hàng nghìn mảnh. Một nhóm các nhà nghiên cứu Pháp và Croatia do Miroslav Radman thuộc Viện INSERM (Pháp) dẫn đầu đã phát hiện những giai đoạn của sự phục hồi này cho phép con vi khuẩn sống lại sau khi trải qua mức độ bức xạ cực mạnh.

Vi khuẩn Deinococcus radiodurans đã được một nhà nghiên cứu Mỹ phát hiện vào năm 1956 khi định làm vô trùng các đồ hộp thịt bò bằng cách chiếu một tia bức xạ gamma cực mạnh. Ông đã tỏ ra ngạc nhiên khi ghi nhận loài vi khuẩn không chết dưới mức độ bức xạ này. Loài Deinococcus radiodurans có khả năng chịu được mức độ bức xạ cao gấp hàng trăm lần so với các liều gây chết người.

Bô gene của Deinococcus radiodurans có cấu trúc hình vòng bị vỡ thành hàng nghìn mảnh. Các nhà nghiên cứu ghi nhận rằng các tế bào có vẻ chết trong khoảng 1 tiếng rưỡi. Tuy nhiên 3 tiếng sau khi bị chiếu tia bức xạ, ADN của nó đã được ráp lại như cũ.

Vi khuẩn Deinococcus radiodurans.
Vi khuẩn Deinococcus radiodurans.

Được phát hiện lần đầu tiên trong một hộp thịt, D. radiodurans vẫn sống sót và phát triển sau một năm sống trên bệ thiết kế đặc biệt bên ngoài khoang điều áp của Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS).

Các tế bào vi khuẩn bị khử nước và chuyển tới ISS, đặt ở Exposed Facility, phần bệ liên tục tiếp xúc với môi trường vũ trụ. Trong trường hợp này, những tế bào nằm sau khung cửa kính có thể chặn tia UV ở bước sóng thấp hơn 190 nanomet. Nhóm nghiên cứu đến từ Áo, Nhật Bản và Đức công bố phát hiện trên tạp chí Microbiome.

"Kết quả trình bày trong nghiên cứu này có thể gia tăng nhận thức về các biện pháp bảo vệ trên hành tinh khác. Ví dụ, khí quyển sao Hỏa hấp thụ bức xạ UV dưới 190 - 200 nm. Để mô phỏng điều kiện này, thí nghiệm do chúng tôi thiết lập trên ISS bao gồm một cửa kính bằng silicon dioxide", nhóm nghiên cứu cho biết.

Đây không phải thời gian dài nhất D. radiodurans tồn tại ngoài không gian. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu không tìm cách lập kỷ lục thế giới mà hướng tới khám phá điều gì khiến D. radiodurans lại sống tốt trong điều kiện cực hạn như vậy. Sau một năm để mẫu vật tiếp xúc với bức xạ, nhiệt độ đông cứng và siêu nóng, không trọng lực, các nhà nghiên cứu đưa loài vi khẩn này về Trái đất, cấp nước cho cả mẫu kiểm tra trên Trái đất và mẫu vật ở Quỹ đạo thấp của Trái đất (LEO).

Tỷ lệ sống sót của vi khuẩn LEO trong mẫu vật thấp hơn nhiều so với mẫu kiểm tra, nhưng những vi khuẩn sống sót dường như rất ổn, dù trở nên hơi khác biệt so với loại trên Trái đất. Nhóm nghiên cứu nhận thấy vi khuẩn LEO có những mấu lồi nhỏ bao phủ khắp bề mặt. Chúng cũng kích hoạt một số cơ chế tự sữa chữa. Đồng thời, một số protein và mARN cũng trở nên dồi dào hơn.

Các nhà khoa học không biết chính xác tại sao mấu lồi hình thành nhưng họ có vài giả thuyết.Mấu lồi có thể đóng vai trò như phản ứng nhanh với áp lực, giúp tăng cường khả năng sống sót của tế bào bằng cách rút bớt áp lực. Ngoài ra, mấu lồi ở màng ngoài có thể chứa protein quan trọng đối với thu thập dưỡng chất, chuyển ADN, vận chuyển độc tố và phân tử cảm ứng mật độ, thúc đẩy kích hoạt cơ chế đề kháng sau khi ở ngoài không gian.

Cập nhật: 11/11/2020 Theo Sciences & Avenir, Đài truyền hình TP HCM/vne
  • 792

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook