Các nhà khoa học tại Yale công bố trên tạp chí Nature Microbiology phát hiện cấu trúc phân tử của roi trong Vibrio cholerae sống. Tả lỵ là bệnh do V. cholerae gây ra, giết khoảng 95.000 người mỗi năm, và việc hiểu cấu trúc roi quan trọng để giải thích cách vi khuẩn di chuyển và xâm nhiễm tế bào ruột non.
Nhóm do Giáo sư Jun Liu dẫn đầu, với Wangbiao Guo là tác giả chính, gọi kết cấu này là một “bí ẩn 70 năm”. Guo và Sarah Zhang, một học sinh trung học, tạo ra các chủng đột biến có protein roi được thiết kế phát sáng. Hợp tác với Merrill Asp trong phòng thí nghiệm của Jing Yan, họ đóng băng vi khuẩn trong etan lỏng và dùng kính hiển vi điện tử mạnh để chụp ảnh ở mức gần như nguyên tử.
Hình ảnh cho thấy bốn protein của roi nằm ở vị trí cụ thể bên trong một lớp vỏ bọc ưa nước mà trước đây che khuất cấu trúc. Lõi của roi tương tự lõi ở các vi khuẩn khác, nhưng bề mặt khác nhau cho thấy thích nghi bên trong vỏ bọc. Các tác giả đề xuất vỏ bọc có thể hoạt động như chất bôi trơn, cho phép roi quay độc lập so với lớp vỏ ngoài và tạo thành một hệ trượt. Cơ chế này giúp V. cholerae di chuyển nhanh hơn trong môi trường lỏng và xuyên qua lớp chất nhầy của ruột non để xâm nhiễm tế bào.
Jun Liu nói rằng những hình ảnh và kỹ thuật này mở đường cho nghiên cứu tiếp theo và có thể dẫn tới thuốc mới nhắm vào roi hoặc các cách tấn công tả khác: "Chúng tôi ít nhất đã cung cấp một số manh mối cho phát triển tiếp theo." Nghiên cứu được hỗ trợ bởi National Institutes of Health, National Science Foundation, Yale University và một số quỹ khác; nội dung là trách nhiệm của các tác giả.
Từ khó
- roi — sợi tế bào giúp vi khuẩn di chuyển
- vỏ bọc — lớp bao bên ngoài tế bào hoặc cấu trúc
- chủng đột biến — nhóm vi khuẩn có thay đổi gen so với ban đầu
- protein — phân tử lớn trong tế bào gồm axit amin
- bôi trơn — giảm ma sát giữa hai bề mặt khi chuyển động
- xâm nhiễm — quá trình vi khuẩn vào và gây hại tế bào
- manh mối — dấu hiệu hoặc thông tin giúp tìm hiểu sự việc
- lõi — phần trung tâm bên trong của một cấu trúc
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Bạn nghĩ việc nhắm mục tiêu vào roi trong vi khuẩn có thể đem lại lợi ích và hạn chế gì cho điều trị bệnh tả? Hãy nêu ví dụ hoặc lý do.
- Kỹ thuật đóng băng và dùng kính hiển vi điện tử đã ảnh hưởng như thế nào đến khả năng nghiên cứu cấu trúc vi sinh vật? Viết ý kiến của bạn.
- Việc có một học sinh trung học tham gia nghiên cứu (Sarah Zhang) mang ý nghĩa gì cho việc giáo dục và khuyến khích học sinh tham gia khoa học?
