Cơ chế biến gấu nước thành sinh vật khó hủy diệt

Một nhóm nhà nghiên cứu tìm ra cơ chế phân tử mà gấu nước sử dụng để tiến vào trạng thái khô, giúp chúng sống sót trong điều kiện khắc nghiệt nhất như chân không vũ trụ.

Mô phỏng hình dáng gấu nước. Ảnh: Live Science

Các nhà khoa học phát hiện mẹo nhỏ mà gấu nước sử dụng để tiến vào trạng thái gần như không thể hủy diệt, giúp bảo vệ chúng trước môi trường cực hạn, bao gồm chân không lạnh lẽo ngoài không gian, Live Science hôm 24/1 đưa tin.

Gấu nước, sinh vật 8 chân tí hon, sinh sôi trên khắp Trái Đất. Sự dồi dào của chúng một phần do sức sống siêu bền bỉ. Trong điều kiện khắc nghiệt, chúng co lại thành quả cầu khử hết nước. Sự biến đổi có tên anhydrobiosis (sự sống không cần nước) này cho phép chúng sống sót qua nhiệt độ cao, chịu bức xạ mạnh như tia vũ trụ, thậm chí không tổn thương khi bắn từ nòng súng. Trước đây, giới nghiên cứu không biết chính xác chúng tiến hành biến đổi bằng cách nào.

"Từ lâu chúng ta đã biết gấu nước thúc đẩy biến đổi kết cấu thông qua quá trình chủ động. Tuy nhiên, cơ chế để gấu nước nhận thức biến động môi trường và phát tín hiệu biến đổi để tiến vào và thoát khỏi trạng thái khô hầu như chưa được khám phá", nhóm chuyên gia đến từ Đại học Bắc Carolina và Đại học Marshall, cho biết. Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí PLOS One, các nhà khoa học hé lộ cơ chế phân tử phía sau kỹ năng sinh tồn đặc biệt của gấu nước.

Được phát hiện lần đầu tiên năm 1773 bởi nhà động vật học người Đức Johann August Ephraim Goeze, gấu nước bao gồm khoảng 1.300 loài đã xác định và chúng đã tồn tại trên Trái Đất trong 600 triệu năm, sống sót qua cả 5 sự kiện đại tuyệt chủng trong lịch sử. Kỹ năng sinh tồn đặc biệt của gấu nước nằm ở khả năng biến đổi thành trạng thái ngủ đông siêu khử nước. Những chiếc chân của chúng co lại và cơ thể nhiều đoạn cuộn tròn thành quả cầu nhỏ, mất đi 95% độ ẩm.

Để tìm hiểu gấu nước thực hiện điều này bằng cách nào, nhóm nghiên cứu để một nhóm mẫu vật gấu nước (Hypsibius exemplaris) tiếp xúc với hàng loạt điều kiện đe dọa sự sống, bao gồm lượng hydro peroxide, đường, muối cao tới mức nguy hiểm và nhiệt độ -80 độ C. Thông qua đo môi trường hóa học bên trong tế bào gấu nước, các nhà khoa học nhận thấy chúng sản sinh những gốc tự do, biến đổi chúng thành trạng thái khô.

Gốc tự do, nguyên tử oxy có số electron lẻ, xuất hiện trong tế bào động vật trong giai đoạn gọi là ứng kích oxy hóa. Ở phần lớn động vật, quá trình đó có hại bởi gốc tự do phản ứng với protein và những đoạn ADN, tạo ra đột biến có hại. Nhưng ở gấu nước, các nhà nghiên cứu phát hiện gốc tự do phản ứng với axit amin cysteine, đưa gấu nước vào trạng thái gần như không thể hủy diệt. Họ xác nhận kết luận bằng cách ức chế quá trình oxy hóa cysteine, khiến gấu nước không thể tiến vào trạng thái khô. Bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là xem xét cơ chế này phổ biến như thế nào giữa các loài gấu nước.

(Theo vnexpress.net)