Loài gấu nước mới tiết lộ bí quyết "bất tử"

Việc tìm hiểu các gen giúp sinh vật tí hon này kháng bức xạ có thể mở ra nhiều ứng dụng, từ điều trị ung thư đến thám hiểm vũ trụ.

Một loài tardigrade (gấu nước) mới được phát hiện đang giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn điều gì khiến sinh vật 8 chân tí hon này có khả năng chống chịu bức xạ phi thường.

Tardigrade, còn gọi là gấu nước, từ lâu đã khiến giới khoa học say mê bởi khả năng tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt, bao gồm cả mức bức xạ cao gấp gần 1.000 lần liều gây tử vong cho con người. Trong số khoảng 1.500 loài tardigrade đã biết, chỉ một số ít được nghiên cứu kỹ.

Giờ đây, các nhà khoa học đã giải mã bộ gen của một loài mới và hé lộ cơ chế phân tử tạo nên sức bền phi thường của sinh vật này. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science ngày 24/10 đã xác định hàng nghìn gen tardigrade hoạt động mạnh mẽ hơn khi tiếp xúc với bức xạ. Những quá trình này cho thấy một hệ thống phòng thủ tinh vi, vừa bảo vệ DNA khỏi tổn thương do bức xạ, vừa sửa chữa các đứt gãy nếu xảy ra.

Các tác giả hy vọng những hiểu biết này có thể được ứng dụng để bảo vệ phi hành gia khỏi bức xạ trong các nhiệm vụ vũ trụ, xử lý ô nhiễm hạt nhân hoặc cải thiện điều trị ung thư.

"Khám phá này có thể giúp tăng cường khả năng chống chịu stress của tế bào người, mang lại lợi ích cho bệnh nhân xạ trị", Tiến sĩ Lingqiang Zhang, nhà sinh học phân tử và tế bào tại Viện Lifeomics Bắc Kinh, đồng tác giả nghiên cứu cho biết.

Các gen "bất tử"

Khoảng 6 năm trước, Zhang và cộng sự đã tới núi Funiu (Phục Ngưu) ở tỉnh Hà Nam, Trung Quốc để thu thập mẫu rêu. Dưới kính hiển vi trong phòng thí nghiệm, họ phát hiện một loài tardigrade chưa được ghi nhận, đặt tên là Hypsibius henanensis. Giải trình tự gen cho thấy loài này có 14.701 gen, trong đó 30% là độc nhất ở tardigrade.

Khi các nhà nghiên cứu cho H. henanensis tiếp xúc với liều bức xạ 200 và 2.000 gray - vượt xa ngưỡng sinh tồn của con người - họ phát hiện 2.801 gen liên quan đến sửa chữa DNA, phân bào và đáp ứng miễn dịch trở nên hoạt động.

"Giống như thời chiến, các nhà máy được cải tạo để chỉ sản xuất đạn dược. Mức độ tái cơ cấu biểu hiện gen gần như tương tự vậy", Bob Goldstein, nhà sinh học tế bào tại Đại học Bắc Carolina ở Chapel Hill, người đã nghiên cứu tardigrade 25 năm, nhận xét. "Chúng tôi bị cuốn hút bởi cách một sinh vật thay đổi biểu hiện gen đến mức tạo ra lượng phiên mã lớn như vậy cho các gen cụ thể".

Một trong những gen này, gọi là TRID1, mã hóa protein giúp sửa chữa các đứt gãy kép trong DNA bằng cách thu hút các protein chuyên biệt tới vị trí tổn thương. "Đây là gen mới mà theo tôi biết, chưa ai nghiên cứu", ông Goldstein nói.

Các nhà nghiên cứu cũng ước tính 0,5-3,1% gen của tardigrade được tiếp nhận từ sinh vật khác thông qua quá trình gọi là truyền gen ngang. Gen DODA1, có vẻ được tiếp nhận từ vi khuẩn, giúp tardigrade sản xuất bốn loại sắc tố chống oxy hóa gọi là betalain. Những sắc tố này có thể loại bỏ một số hóa chất phản ứng có hại do bức xạ tạo ra trong tế bào, chiếm 60-70% tác động gây hại của bức xạ.

Các tác giả đã xử lý tế bào người bằng một trong những betalain của tardigrade và nhận thấy chúng sống sót tốt hơn nhiều so với tế bào không được xử lý khi tiếp xúc với bức xạ.

Tiềm năng chế tạo thuốc không cần hạn sử dụng

Nghiên cứu cơ chế phân tử giúp tardigrade chống chịu các điều kiện khắc nghiệt khác như nhiệt độ cực đoan, thiếu không khí, mất nước và đói có thể có nhiều ứng dụng. Ví dụ, nó có thể cải thiện thời hạn sử dụng của các chất dễ hỏng như vắc xin. "Mọi loại thuốc đều có hạn sử dụng - tardigrade thì không", TS Goldstein nói.

Nadja Møbjerg, nhà sinh lý học động vật tại Đại học Copenhagen, cho rằng việc so sánh những cơ chế này giữa các loài tardigrade khác nhau là phần quan trọng của nghiên cứu. "Chúng ta vẫn thiếu kiến thức về các loài tardigrade khác nhau chưa được khám phá", bà nói.

Còn theo ông Goldstein, gấu nước chứa cả kho tàng các chất bảo vệ chưa được khám phá hết. "Mục tiêu của chúng tôi là tìm hiểu cơ chế hoạt động và khai thác tiềm năng của những chất này", ông nhận định.

Thanh Tùng

(TTXVN)

Có thể bạn quan tâm

Rực rỡ lễ hội hoa đỗ quyên tại Tokyo

Rực rỡ lễ hội hoa đỗ quyên tại Tokyo

Theo phóng viên TTXVN tại Tokyo, hoa đỗ quyên (tsutsuji trong tiếng Nhật) là một loài hoa được người dân Nhật Bản vô cùng yêu thích và thường nở vào tuần đầu tháng 4, ngay khi mùa hoa anh đào kết thúc. Tại Nhật Bản, đỗ quyên được trồng phổ biến trong công viên, hàng rào, khuôn viên chùa và các đền thờ.

“Angkor Sangkranta 2025” sôi động trong ngày Tết cổ truyền an vui ở Campuchia

“Angkor Sangkranta 2025” sôi động trong ngày Tết cổ truyền an vui ở Campuchia

Trong các ngày từ 14-16/4, đất nước và nhân dân Campuchia chào đón mùa Tết cổ truyền Chol Chnam Thmey 2025 trong không khí an vui, gắn với các nghi thức truyền thống và các chương trình lễ hội Sangkranta (còn gọi là Sangkran hay Songkran) đón năm mới sôi động trên phạm vi cả nước. Trong đó, điểm nhấn của mùa Tết cổ truyền năm nay vẫn là các chương trình vui “Tết Sangkran”, đặc biệt là sự kiện “Angkor Sangkranta năm 2025” sôi động ở cố đô Siem Reap, Tây Bắc Campuchia.

Khánh thành đập Sabo đầu tiên ở Việt Nam theo tiêu chuẩn Nhật Bản

Khánh thành đập Sabo đầu tiên ở Việt Nam theo tiêu chuẩn Nhật Bản

Ngày 16/04/2025 tại Sơn La, Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA) tại Việt Nam đã phối hợp với các đơn vị chức năng của Bộ Nông nghiệp và Môi trường tổ chức Lễ khánh thành đập Sabo đầu tiên của Việt Nam. Đập được xây dựng trong khuôn khổ Dự án hợp tác kỹ thuật về nâng cao năng lực giảm thiểu rủi ro lũ quét và sạt lở đất ở khu vực miền núi phía Bắc do JICA tài trợ.

Chúc Tết cổ truyền Chol Chnam Thmay năm 2025 tại Campuchia

Chúc Tết cổ truyền Chol Chnam Thmay năm 2025 tại Campuchia

Nhân dịp Tết cổ truyền Chol Chnam Thmay năm 2025, tỉnh Kiên Giang tổ chức nhiều đoàn công tác sang Vương quốc Campuchia chúc Tết, tặng quà và giao lưu với các tỉnh, thành phố, cơ quan, đơn vị, lực lượng vũ trang nước bạn.

Voi robot cho lễ hội Hindu - giải pháp bảo tồn voi ở Ấn Độ

Voi robot cho lễ hội Hindu - giải pháp bảo tồn voi ở Ấn Độ

Cũng có thể vỗ tai và phun nước bằng vòi, nhưng đây lại là một chú voi robot có kích thước giống voi thật. Việc chế tạo ra voi robot này nhằm thay thế những con voi đang có nguy cơ tuyệt chủng đang đảm nhiệm những công việc khác nhau trong những hoạt động nghi lễ do các ngôi đền thờ của người theo đạo Hindu ở Ấn Độ tổ chức.

Lào tổ chức Lễ hội Voi Sayaboury năm 2025

Lào tổ chức Lễ hội Voi Sayaboury năm 2025

Từ ngày 22-24/2/2025, tại tỉnh Sayaboury (Lào) diễn ra Lễ hội Voi Sayaboury năm 2025. Lễ hôi được tổ chức hằng năm nhằm tôn vinh vai trò của voi trong lịch sử, văn hóa và đời sống người dân đã thu hút hàng nghìn khách du lịch trong nước và quốc tế tham gia.

Hokuriku – Khám phá thủ công truyền thống cổ xưa của Nhật Bản

Hokuriku – Khám phá thủ công truyền thống cổ xưa của Nhật Bản

Với những ngọn núi cao chót vót của dãy Alps Nhật Bản, quang cảnh bờ biển phía Tây Nhật Bản cùng các thành phố và thị trấn phát triển mạnh mẽ với nền văn hóa truyền thống tinh tế, Hokuriku được coi là vùng đất hội tụ những tinh hoa của thiên nhiên và con người Nhật Bản.

Giải pháp mới giúp giảm trọng lượng và khí thải carbon cho máy bay

Giải pháp mới giúp giảm trọng lượng và khí thải carbon cho máy bay

Việc giảm thiểu lượng khí thải carbon luôn là ưu tiên hàng đầu của ngành hàng không. Trong số các giải pháp được đầu tư mạnh mẽ hiện nay có nhiên liệu hàng không bền vững (Sustainable Aviation Fuel – SAF). SAF được sản xuất từ sinh khối, khí tự nhiên, dầu hydro hóa, than đá và mỡ động vật. Theo thỏa thuận chung giữa Ủy ban châu Âu, Nghị viện châu Âu và Hội đồng Liên minh châu Âu, SAF phải chiếm ít nhất 2% tổng lượng nhiên liệu sử dụng trong vận tải hàng không vào năm 2025 và sẽ tăng lên 6% vào năm 2030.

Làn sóng cúm quét qua châu Âu, hàng chục nghìn ca mắc

Làn sóng cúm quét qua châu Âu, hàng chục nghìn ca mắc

Theo mạng tin Euro News, châu Âu đang phải đối mặt với dịch cúm mùa đông, khi trong dịp lễ cuối năm, nhiều cuộc di chuyển và tụ họp đã trở thành chất xúc tác của dịch cúm. Từ Tây Ban Nha đến Pháp, từ Trung Âu đến Đông Âu, hàng chục nghìn ca mắc đã được ghi nhận.

Đột phá mới trong phát triển công nghệ sạc không dây

Đột phá mới trong phát triển công nghệ sạc không dây

Nhóm nghiên cứu của Trường Kỹ thuật Điện tử thuộc Đại học Tây An (Trung Quốc) đã đạt được bước đột phá trong phát triển công nghệ truyền và định vị năng lượng không dây. Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Nature Communications.

Phát hiện hóa thạch loài mèo nhỏ nhất thế giới

Phát hiện hóa thạch loài mèo nhỏ nhất thế giới

Một nhóm nhà khảo cổ học đã khai quật được hóa thạch mèo nhỏ nhất từng được biết đến tại một địa điểm ở miền Đông Trung Quốc. Thông tin về phát hiện này được công bố trên tạp chí trực tuyến Annales Zoologici Fennici.

Phát hiện khả năng vượt trội của đàn kiến

Phát hiện khả năng vượt trội của đàn kiến

Một nghiên cứu mới của Viện Khoa học Weizmann (WIS) Israel cho thấy trong một số trường hợp, đàn kiến có khả năng vượt trội hơn con người khi thực hiện các nhiệm vụ theo nhóm, chẳng hạn như điều hướng thử thách mê cung.

Trung Quốc phát triển cánh tay robot lấy cảm hứng từ vòi voi

Trung Quốc phát triển cánh tay robot lấy cảm hứng từ vòi voi

Lấy cảm hứng từ chuyển động nhanh nhẹn và khéo léo của vòi voi và xúc tu bạch tuộc, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một cánh tay robot có thể đáp ứng những nhiệm vụ đa dạng cần sự linh hoạt và mềm mại với chi phí sản xuất thấp.

Sửng sốt hiện tượng sóc đất săn chuột đồng ở Mỹ

Sửng sốt hiện tượng sóc đất săn chuột đồng ở Mỹ

Một hiện tượng lạ đã được ghi nhận tại Công viên Khu vực Briones, California - những con sóc mặt đất vốn chủ yếu ăn hạt nay đã trở thành những "thợ săn" thực thụ, săn đuổi và ăn thịt chuột đồng một cách táo bạo.

Phát hiện nấm Truffle khổng lồ ở Vân Nam, Trung Quốc

Phát hiện nấm Truffle khổng lồ ở Vân Nam, Trung Quốc

Một quả nấm truffle đen khổng lồ nặng 1,71 kg vừa được phát hiện tại tỉnh Vân Nam, Tây Nam Trung Quốc. Đây là quả nấm đen nặng nhất được tìm thấy tại tỉnh được mệnh danh là "vương quốc nấm hoang dã" này.

Nghiên cứu mới hé lộ kỹ thuật lên men rượu gạo từ 10.000 năm trước

Nghiên cứu mới hé lộ kỹ thuật lên men rượu gạo từ 10.000 năm trước

Một nghiên cứu mới đây, đăng trên tạp chí của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ, cho biết đã tìm thấy bằng chứng về một loại men gạo có niên đại khoảng 10.000 năm trước tại một địa điểm văn hóa ở Trung Quốc, qua đó cho thấy nguồn gốc thuần hóa cây lúa và cách thức người xưa ở châu Á đã tạo ra men rượu gạo như thế nào.