Thật bất ngờ trong nghiên cứu mới nhất đến từ nhóm các nhà khoa học của Đại học Tokyo đã phát hiện, gấu nước sống hàng thập kỷ không cần nước. Một protein đã giúp loài động vật này tồn tại một cách kì diệu.

Nhiều loài động vật nếu như phải tiếp xúc với điều kiện môi trường khắc nghiệt như bỏ đói, đun sôi, đông lạnh, tiếp xúc bức xạ hoặc bắn từ nòng súng thì phần lớn chúng sẽ tử vong. Nhưng một số loài gấu nước trong 1.300 loài gấu nước đã biết chịu được điều kiện này. Tại Đại học Tokyo, các nhà sinh vật học Takekazu Kunieda, đồng nghiệp Akihiro Tanaka và nhiều cộng sự khác đã giải thích rằng sau khi chúng tiến hành khử nước sẽ có trạng thái cực kì ổn định. Nó có thể tự hồi sinh sau khi chịu được chân không vũ trụ.

Loại protein này chỉ có ở gấu nước bởi loại protein chứa nhiều bào tương hòa tan do nhiệt (CAHS). Các nhà nghiên cứu cho rằng một số loại protein sẽ hoạt động khi mất nước, giúp tế bào duy trì độ bền để tránh tự sụp đổ, chịu trách nhiệm bảo vệ tế bào của chúng trong tình trạng mất nước và bảo vệ tế bào khỏi áp lực do quá nhiều nước gây ra. Khi xem xét một họ gấu nước nổi tiếng với khả năng khô hạn gọi là eutardigrade để tìm protein. Sau khi kiểm tra, có thể giải thích đặc tính của chúng và phát hiện 336 protein tiềm năng.



Sau những thí nghiệm ở người và tế bào côn trùng, nhóm nghiên cứu đã tìm ra khả năng chống đỡ tế bào khỏi tình trạng co lại do áp lực từ mất nước. Bởi protein CAHS tăng độ cứng của tế bào. 

"Tìm hiểu protein CAHS hoạt động như thế nào ở côn trùng và tế bào người đi kèm một số thách thức. Phương pháp nhuộm thông thường đòi hỏi dung môi chứa nước. Vì vậy, chúng tôi chuyển sang dung môi dựa trên methanol để khắc phục vấn đề này", Kunieda chia sẻ.

Protein CAHS đóng vai trò như cấu trúc khung đỡ tế bào khi tế bào đối mặt với áp lực mất nước. Quá trình nghiên cứu về loại chất này, các nhà khoa học đã bắt đầu một phương pháp mới. Nó cho phép họ xem xét protein CAHS hoạt động trong tế bào nuôi cấy. Protein CAHS sẽ liên kết với nhau khi tế bảo bị mất nước để tạo thành những sợi đỡ hình mạng nhện. 

Nếu gấu nước phải sống trong môi trường không có nước, cấu trúc này sẽ hoạt động, giúp bảo vệ tế bào khỏi biến dạng hoàn toàn, góp phần dẫn tới tính ổn định đặc biệt của dạng kén. Anhydrobiosis - là quá trình có thể đảo ngược, nhờ đó gấu nước có thể hồi sinh khi gặp nước.

Thậm chí, chất protein giúp gấu nước tồn tại mà không cần nước trong thời gian dài. Chất protein này cũng góp phần trong việc bảo quản những loại thuốc quan trọng trong điều trị bệnh.

Sống thiếu nước chính là một trong những kỹ năng mà các nhà nghiên cứu ở Đại học Wyoming (UW) nhắm vào. Kết quả nghiên cứu hôm 20/3 trên tạp chí Scientific Reports được họ công bố rằng tế bào của chúng có thể cung cấp cách lưu trữ khô ổn định cho những loại thuốc cần môi trường lạnh. Lúc đó, trạng thái tạm dừng sinh học sẽ kích hoạt khi đối mặt với mất nước nghiêm trọng.

Một số loại thuốc được lấy từ sinh vật sống hay những loại thuốc sinh học như vaccine, kháng thể, tế bào gốc, máu và nhiều sản phẩm từ máu khác đều đòi hỏi điều kiện lạnh để ngăn nhiệt độ làm phân hủy protein. Yếu tố đông máu VIII (FVIII) là loại thuốc dựa vào chuỗi cung ứng lạnh, nó sẽ giúp điều trị bệnh di truyền như bệnh máu khó đông và người bị chảy máu do chấn thương.


Tin liên quan

Hạt thủy tinh ở trên mặt trăng chứa đến “hàng tỉ tấn nước”


Từ những nghiên cứu về loại chất protein, dựa trên một protein chuyên dụng và đường mà gấu nước tạo ra trong tình trạng thiếu nước, các nhà nghiên cứu đã tìm ra một lá chắn ngăn mất nước. Loại thuốc sinh học có thể được khử nước và sau đó tái cấp nước để sử dụng mà không mất chất lượng tự nhiên. 

Theo Thomas Boothby, trợ lý giáo sư ngành sinh vật học phân tử ở UW, nghiên cứu của Boothby và cộng sự chứng minh FVIII và nhiều dược phẩm khác có thể ổn định ở điều kiện khô ráo trong phòng hoặc chịu nhiệt độ cao hơn. Công lớn thuộc về protein của gấu nước. Bởi trước đó, ở khu vực kém phát triển, trong thiên tai, trong chuyến bay vào vũ trụ hoặc trên chiến trường, việc tiếp cận tủ lạnh và tủ đông cũng như nguồn điện để hoạt động là điều khó khăn, chỉ kéo dài trong thời gian ngắn.

Chủ đề liên quan