Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các vi sinh vật biển đóng một vai trò rất quan trọng trong các chu kỳ toàn cầu như sự hấp thụ carbon dioxide từ khí quyển. Tuy nhiên, ít ai biết được chúng hoạt động như thế nào. Cách tiếp cận mới lần đầu tiên đặt nền tảng cho một cuộc điều tra di truyền chi tiết hơn về một số sinh vật thực vật phù du chính.
Các vi sinh vật biển chẳng hạn như vi khuẩn và cái gọi là protist tạo thành một phần lớn sinh khối trong các đại dương. Protist là một nhóm các vi sinh vật đơn bào có nhân tế bào rắn và do đó khác với vi khuẩn. Nhiều loài bảo vệ là một phần của thực vật phù du và do đó, chúng thúc đẩy các quá trình toàn cầu quan trọng. Chúng thực hiện quang hợp và do đó đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ CO2 ra khỏi khí quyển. Chúng cũng tạo thành cơ sở của mạng lưới thức ăn mà nghề cá biển được cung cấp nhiên liệu. Tuy nhiên, rất ít thông tin về cách thức hoạt động của các vi sinh vật này. Điều này phần lớn là do thực tế là trong một thời gian dài, người ta không thể biến đổi gen các loài thực vật phù du chính. Đây chính xác là phương pháp nghiên cứu chức năng của protein kiểm soát nhiều quá trình thiết yếu trong sinh vật. Những câu hỏi như ‘ Làm thế nào để biến động trong tăng trưởng thực vật phù du xảy ra? ‘ hoặc ‘Điều gì làm cơ sở cho các loài tảo khác nhau phản ứng với những thay đổi theo mùa trong đại dương như thế nào?’ có thể được trả lời theo cách này.
Để đi đến tận cùng của những câu hỏi này, Quỹ Gordon và Betty Moore đã thành lập một sáng kiến hợp tác quốc tế ‘tốc độ cao’ để phát triển hệ thống di truyền ở các sinh vật nhân chuẩn ở biển. Tổng hợp nghiên cứu được công bố ngày hôm nay trong Phương pháp Tự nhiên tập hợp kết quả của các nhà khoa học từ 53 tổ chức và 14 quốc gia. Nó được đồng lãnh đạo bởi Alexandra Z. Worden (Trung tâm nghiên cứu đại dương GEOMAR Helmholtz, Đức) cùng với Julius Lukeš (Viện Ký sinh trùng, Viện Hàn lâm Khoa học Séc, Cộng hòa Séc) và Thomas Mock (Đại học East Anglia, Vương quốc Anh).
Cùng với nhau, các thành viên hợp tác quốc tế đã làm việc để phát triển những cách mới để nghiên cứu các protein riêng lẻ của các sinh vật biển. Giáo sư Worden nói: “Các phương pháp phân tích chức năng của từng protein từ các nhóm tảo chính cung cấp cho cộng đồng khoa học các công cụ để thực hiện các nghiên cứu tương đương – kết nối với việc xác định các yếu tố cho phép tảo phát triển và ứng phó với thay đổi môi trường”.
Trong ấn phẩm, nhóm của Worden trình bày các giao thức thao tác cho Micromonas rộng rãi. Tế bào nhỏ bé này gần như toàn bộ lục lạp, cơ quan nơi xảy ra quá trình quang hợp. Nó được phát hiện lần đầu tiên vào những năm 1950 khi nó được chứng minh là rất phong phú trong Kênh tiếng Anh – và hiện được biết đến với sự phân phối trên toàn thế giới từ cực này sang cực khác.
Khái niệm đằng sau các phương pháp mới dựa trên biến đổi gen. Điều này có nghĩa là DNA ngoại lai có thể được sử dụng để tạo ra protein trong một sinh vật hoặc một gen nhất định trong sinh vật có thể bị tắt hoặc loại bỏ. Ở nhiều sinh vật, một số điều kiện phải được đáp ứng để sự biến đổi này xảy ra. Để tạo ra nó một cách giả tạo, các giao thức chính xác phải được tuân theo. Tuy nhiên, đối với nhiều loài sinh vật biển chủ chốt như Micromonas, các giao thức như vậy không có sẵn – cho đến khi được công bố ngày hôm nay. Trong dự án, nhóm nghiên cứu đã phát triển các quy trình chuyển đổi thành công 13 sinh vật biển đa dạng, cho phép nghiên cứu về tương lai về sinh thái và tiến hóa của chúng.
Worden cho biết: “Những phát hiện mới sẽ cho phép chúng tôi hiểu các cơ chế sử dụng tảo để ứng phó với những thay đổi của môi trường. Điều này liên quan đến việc hiểu biến động theo mùa do nhịp điệu tự nhiên, hàng năm, cũng như sự chuyển đổi liên quan đến biến đổi khí hậu”.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Trung tâm nghiên cứu đại dương Helmholtz (GEOMAR) . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :