Đại học Baptist Hồng Kông khám phá bí mật bộ gen của các sinh vật phát triển trong môi trường biển sâu

Theo dõi thoidai.com.vn trên Theo dõi trên Google News
Một nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học Baptist Hồng Kông dẫn đầu đã giải mã bộ gen của loài ngao biển sâu (Archivesica marissinica) và vi khuẩn hóa dưỡng (Candidatus Vesicomyosocius marissinica) sống trong tế bào biểu mô mang của nó.
aa

ĐẶC KHU HÀNH CHÍNH HỒNG KÔNG – Media OutReach – Một nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học Baptist Hồng Kông (Hong Kong Baptist University – HKBU) dẫn đầu đã giải mã bộ gen của loài ngao biển sâu (Archivesica marissinica) và vi khuẩn hóa dưỡng (Candidatus Vesicomyosocius marissinica) sống trong tế bào biểu mô mang của nó. Thông qua việc phân tích cấu trúc bộ gen và mô tả các kiểu biểu hiện gen của chúng, nhóm nghiên cứu phát hiện có sự cộng sinh giữa hai đối tác cho phép loài trai phát triển mạnh trong môi trường biển sâu có điều kiện rất khắc nghiệt.

(Hình 1) Hình vẽ cho thấy một con ngao với chân vươn sâu xuống lớp trầm tích để tiếp cận với hydro sulfua. Chân và lớp vỏ của ngao có màu đỏ do sự hiện diện của hemoglobin để vận chuyển khí trong máu, đây là sự thích nghi với môi trường ít oxy. (hình vẽ do sinh viên Hu Juntong của HKBU thực hiện)

Giáo sư Qiu Jianwen (trong ảnh bên phải) và thành viên nhóm nghiên cứu HKBU của ông, Tiến sĩ Ip Chi-ho (ở giữa) và Tiến sĩ Xu Ting (bên trái) thu thập các mẫu vật nghêu lấy từ Biển Đông ở độ sâu 1.360 mét so với mực nước biển.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Molecular Biology and Evolution.

Do sự thiếu hụt chung của các chất hữu cơ có nguồn gốc từ quang hợp, biển sâu từng được coi là một “sa mạc” rộng lớn với rất ít sinh khối. Tuy nhiên, loài trai thường tạo thành quần thể lớn trong các miệng phun thủy nhiệt nhiệt độ cao và cái lạnh đóng băng thấm vào các đại dương sâu trên toàn cầu, nơi ánh sáng mặt trời không thể xuyên qua, nhưng các phân tử độc hại, chẳng hạn như hydro sulfua, có sẵn dưới đáy biển. Ngao được biết đến là loài có hệ tiêu hóa và đường ruột giảm và chúng dựa vào vi khuẩn nội cộng sinh để tạo ra năng lượng trong một quá trình gọi là tổng hợp hóa học. Tuy nhiên, khi nào mối quan hệ cộng sinh này phát triển và cách thức tương tác giữa trai và vi khuẩn hóa dưỡng vẫn chưa rõ ràng.

Sự chuyển gen ngang giữa vi khuẩn và trai lần đầu tiên được phát hiện

Một nhóm các nhà nghiên cứu do Giáo sư Qiu Jianwen, Giáo sư Khoa Sinh học của Đại học Baptist Hồng Kông, đã thu thập các mẫu vật nghêu ở độ sâu 1.360 mét dưới mực nước biển từ một đợt thấm lạnh ở Biển Đông. Sau đó, bộ gen của ngao và các vi khuẩn cộng sinh của nó đã được giải trình tự để làm sáng tỏ các dấu hiệu bộ gen của mối quan hệ cộng sinh thành công của chúng.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, tổ tiên của loài ngao đã tách ra khỏi họ hàng nước nông của nó cách đây 128 triệu năm, khi khủng long lang thang trên trái đất. Nghiên cứu cho thấy, 28 gen đã được chuyển từ vi khuẩn hóa dưỡng tổ tiên sang ngao, phát hiện đầu tiên về chuyển gen ngang – một quá trình truyền vật chất di truyền giữa các sinh vật có quan hệ họ hàng xa – từ vi khuẩn sang động vật thân mềm hai mảnh vỏ.

Các đặc điểm bộ gen sau đây của loài ngao đã được phát hiện và kết hợp với nhau, chúng đã giúp ngao thích nghi với môi trường biển sâu khắc nghiệt:

(1) Thích ứng cho quá trình tổng hợp hóa học

Ngao dựa vào vi khuẩn hóa dưỡng cộng sinh để tạo ra các vật liệu sinh học cần thiết cho sự tồn tại của nó. Trong mối quan hệ cộng sinh của mình, ngao hấp thụ hydro sulfua từ trầm tích, oxy và CO2 từ nước biển và chuyển chúng cho vi khuẩn sống trong tế bào biểu mô mang của nó để tạo ra năng lượng và chất dinh dưỡng trong một quá trình gọi là tổng hợp hóa học. Quá trình này được minh họa trong Hình 1.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng, bộ gen của ngao thể hiện sự mở rộng họ gen trong các quá trình tế bào như hô hấp và khuếch tán có khả năng tạo điều kiện cho quá trình vi sinh vật hóa tự dưỡng (chemoautotrophy), bao gồm phân phối khí để hỗ trợ sản xuất năng lượng và carbon, chuyển các phân tử nhỏ và protein trong tế bào cộng sinh và điều hòa của dân số nội bộ. Nó giúp vật chủ nhận được đầy đủ chất dinh dưỡng từ vi khuẩn cộng sinh.

(2) Chuyển từ thức ăn dựa trên thực vật phù du

Cellulase là một loại enzyme hỗ trợ quá trình phân hủy cellulose có trong thực vật phù du, một nguồn thức ăn chính chính trong chuỗi thức ăn ở biển. Người ta phát hiện ra rằng, các gen cellulase của ngao đã trải qua quá trình co lại đáng kể, đây có thể là sự thích nghi với sự chuyển đổi từ thức ăn có nguồn gốc từ thực vật phù du sang thức ăn dựa trên vi khuẩn.

(3) Thích ứng với các con đường chuyển hóa lưu huỳnh

Bộ gen của loài cộng sinh cũng nắm giữ những bí mật của mối quan hệ đôi bên cùng có lợi này. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, loài ngao này có bộ gen bị thu nhỏ, vì nó chỉ bằng khoảng 40% kích thước của những họ hàng sống tự do của nó. Tuy nhiên, bộ gen cộng sinh mã hóa các con đường chuyển hóa lưu huỳnh hoàn chỉnh và linh hoạt, đồng thời nó vẫn giữ được khả năng tổng hợp 20 loại axit amin phổ biến và các chất dinh dưỡng thiết yếu khác, làm nổi bật tầm quan trọng của bộ gen cộng sinh trong việc tạo ra năng lượng và cung cấp chất dinh dưỡng để hỗ trợ mối quan hệ cộng sinh.

(4) Cải thiện khả năng liên kết oxy

Không giống như ở động vật có xương sống, hemoglobin, một metalloprotein được tìm thấy trong máu và mô của nhiều sinh vật, không thường được sử dụng như một chất vận chuyển oxy ở động vật thân mềm. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một số loại gen hemoglobin biểu hiện cao trong ngao, cho thấy khả năng liên kết oxy của ngao được cải thiện. Điều này có thể nâng cao khả năng sống sót của ngao trong môi trường biển sâu có lượng oxy thấp.

Giáo sư Qiu Jianwen cho biết: “Hầu hết các nghiên cứu trước đây về cộng sinh ở biển sâu chỉ tập trung vào vi khuẩn. Việc lắp ráp bộ gen cộng sinh – ngao đầu tiên này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các nghiên cứu so sánh nhằm làm sáng tỏ sự đa dạng và cơ chế tiến hóa của cộng sinh, cho phép nhiều động vật không xương sống phát triển mạnh mẽ hệ sinh thái biển sâu”.

Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học của Đại học Baptist Hồng Kông và Viện Nghiên cứu và Giáo dục thường xuyên thuộc Đại học Baptist Hồng Kông, Chi nhánh Hồng Kông của Phòng thí nghiệm Khoa học và Kỹ thuật Biển Nam Quảng Đông (Quảng Châu), Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông, Đại học Thành phố Hồng Kông, Cơ quan Khoa học và Công nghệ Biển-Trái đất Nhật Bản, Viện Khoa học và Kỹ thuật Biển sâu Tam Á (Sanya) và Cơ quan Khảo sát địa chất biển Quảng Châu.

Media OutReach
Nguồn:

Tin bài khác

MG GT chính thức ra mắt: Fastback thể thao nâng tầm thời thượng

MG GT chính thức ra mắt: Fastback thể thao nâng tầm thời thượng

Ngày 16/10, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về phong cách sống năng động và khẳng định cá tính riêng của thế hệ khách hàng trẻ, MG Việt Nam chính thức giới thiệu mẫu sedan thể thao thế hệ mới MG GT. Với ngôn ngữ thiết kế Fastback Coupé đầy cuốn hút, kết hợp cùng động cơ 1.5T Turbo 168 mã lực bứt phá và công nghệ an toàn thông minh MG Pilot, mẫu xe hứa hẹn đem đến bước chuyển mình mạnh mẽ, nâng tầm trải nghiệm di chuyển cho khách hàng tìm kiếm sự khác biệt và niềm đam mê cầm lái thuần chất.
TS.BS Trần Mạnh Linh: Hai thập kỷ đi trước bệnh tật, tìm cơ hội sống khỏe cho phụ nữ

TS.BS Trần Mạnh Linh: Hai thập kỷ đi trước bệnh tật, tìm cơ hội sống khỏe cho phụ nữ

Hơn hai thập kỷ gắn bó với sức khỏe phụ nữ, TS.BS Trần Mạnh Linh - Trưởng khoa Sản phụ khoa, Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Hạ Long - luôn theo đuổi mục tiêu giúp phụ nữ sống khỏe, phát hiện bệnh sớm và có thêm cơ hội tiếp tục những dự định của cuộc đời.
Vingroup công bố thành lập VERTA - mô hình giáo dục phổ thông mới trong thời đại AI

Vingroup công bố thành lập VERTA - mô hình giáo dục phổ thông mới trong thời đại AI

Ngày 15/10/2026, Tập đoàn Vingroup chính thức công bố thành lập Trường Quốc tế VERTA - mô hình giáo dục phổ thông mới theo định hướng giáo dục Hoa Kỳ, được thiết kế cho các thế hệ trưởng thành trong thời đại trí tuệ nhân tạo (AI). Với triết lý Learn. Make. Matter., VERTA hướng tới phát triển những học sinh có nền tảng học thuật vững chắc, khả năng tư duy độc lập, biết ứng dụng AI và công nghệ để mở rộng năng lực, giải quyết vấn đề và tạo ra giá trị cho xã hội.
Căn hộ biển “3 trong 1”: Xu hướng sở hữu mới tại Phú Quốc

Căn hộ biển “3 trong 1”: Xu hướng sở hữu mới tại Phú Quốc

Từ kỳ nghỉ bên biển đến nơi sinh sống dài hạn và tài sản khai thác cho thuê, Meypearl Harmony Phú Quốc mở ra nhiều lựa chọn cho người mua có nhu cầu sở hữu căn hộ tại đảo Ngọc.
Xem thêm

Multimedia

[Infographic] Chăm lo nạn nhân chất độc da cam/dioxin: Chính sách và những hỗ trợ thiết thực

[Infographic] Chăm lo nạn nhân chất độc da cam/dioxin: Chính sách và những hỗ trợ thiết thực

Công tác chăm sóc, hỗ trợ nạn nhân chất độc da cam/dioxin đạt nhiều kết quả thiết thực trong chăm sóc sức khỏe, cải thiện nhà ở và tạo sinh kế. Nhiệm kỳ 2026-2031, các ...
[Infographic] Chính thức ký kết FTA Việt Nam - EFTA sau 14 năm đàm phán

[Infographic] Chính thức ký kết FTA Việt Nam - EFTA sau 14 năm đàm phán

Ngày 18/10/2026, tại Hà Nội, dưới sự chứng kiến của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm, Bộ trưởng Bộ Công Thương Lê Mạnh Hùng cùng đại diện các nước thành viên Hiệp hội ...
Ngày Doanh nhân Việt Nam 13/10/2026: Những cơ sở của kỳ vọng

Ngày Doanh nhân Việt Nam 13/10/2026: Những cơ sở của kỳ vọng

Hơn 80 năm kể từ lời kêu gọi “ích quốc lợi dân” của Chủ tịch Hồ Chí Minh, đội ngũ doanh nhân Việt Nam đứng trước những kỳ vọng mới về tầm vóc và quy ...
[Infographic] Hội nghị đại biểu Quốc hội hoạt động chuyên trách thứ nhất, nhiệm kỳ khóa XVI

[Infographic] Hội nghị đại biểu Quốc hội hoạt động chuyên trách thứ nhất, nhiệm kỳ khóa XVI

Hội nghị đại biểu Quốc hội hoạt động chuyên trách lần thứ nhất, nhiệm kỳ khóa XVI dự kiến diễn ra trong 2 ngày 28-29/9 tại Nhà Quốc hội, tập trung xem xét, thảo luận ...
Tổ chức World Vision International tại Việt Nam: 20 năm đồng hành cùng trẻ em và cộng đồng Điện Biên

Tổ chức World Vision International tại Việt Nam: 20 năm đồng hành cùng trẻ em và cộng đồng Điện Biên

Năm 2026 đánh dấu 20 năm tổ chức World Vision International tại Việt Nam đồng hành cùng trẻ em và cộng đồng tỉnh Điện Biên. Đây cũng là dấu mốc hơn hai thập kỷ hợp ...
Nguồn lực quốc tế góp sức giáo dục khí hậu, phục hồi rừng tại Thanh Hóa

Nguồn lực quốc tế góp sức giáo dục khí hậu, phục hồi rừng tại Thanh Hóa

Hơn 11.000 lượt học sinh, sinh viên được tiếp cận giáo dục khí hậu, 44.440 cây tràm được trồng trên diện tích 10 ha rừng tại Vườn Quốc gia Bến En là những kết quả ...
Khỏe thể chất, mạnh tinh thần

Khỏe thể chất, mạnh tinh thần

Giúp các em học sinh chủ động bước vào sân chơi, kết nối với bạn bè và cởi mở hơn với thầy cô, mô hình “Không gian thể thao tăng cường sức khỏe tâm thần” ...
Nếp than mang ấm no về Tà Lao

Nếp than mang ấm no về Tà Lao

Phụ nữ biết xây dựng kênh, mạng xã hội quảng bá văn hóa quê hương; phụ nữ trở thành những tiểu thương có thu nhập ổn định với hàng chục triệu đồng; phụ nữ tham ...
Tuần hoàn xanh ở Tà Rụt: Hướng đi bền vững từ giống lợn đen bản địa

Tuần hoàn xanh ở Tà Rụt: Hướng đi bền vững từ giống lợn đen bản địa

Tận dụng tối đa phụ phẩm nông nghiệp địa phương, dùng nước thải biogas để bón cây trồng, giảm thiểu khai thác củi rừng… Đó là những giá trị thiết thực từ dự án "Chăm ...
Kỳ vọng và hiến kế - Bài 3

Kỳ vọng và hiến kế - Bài 3

Bằng tâm huyết và tư duy của mình các học giả, lão thành, doanh nhân, du khách, văn nghệ sĩ, giới trẻ, Việt kiều… cho đến các nhà ngoại giao trong và ngoài nước đã ...
[Video] Điều gì giúp những nạn nhân da cam tự viết tiếp cuộc đời?

[Video] Điều gì giúp những nạn nhân da cam tự viết tiếp cuộc đời?

Từ khoản vốn vay sinh kế, học bổng đến cơ hội biểu diễn nghệ thuật, những hỗ trợ thiết thực đang giúp nhiều nạn nhân chất độc da cam từng bước tự lập, phát huy ...
[Video] World Vision hỗ trợ 102 hộ dân Điện Biên sớm ổn định cuộc sống sau mưa lũ

[Video] World Vision hỗ trợ 102 hộ dân Điện Biên sớm ổn định cuộc sống sau mưa lũ

World Vision International tại Việt Nam vừa phối hợp Hội Chữ thập đỏ tỉnh Điện Biên và chính quyền địa phương hỗ trợ khẩn cấp 441 triệu đồng cho 102 hộ gia đình bị ảnh ...
[Video] Càng hiểu càng tin càng sâu sắc

[Video] Càng hiểu càng tin càng sâu sắc

Đó là nhận định của Ngài Rogelio Polanco Fuentes, Đại sứ Cuba tại Việt Nam về quan hệ nhân dân Việt Nam - Cuba.
[Video] Dẫn dắt bằng tuổi trẻ và văn hóa

[Video] Dẫn dắt bằng tuổi trẻ và văn hóa

Đại sứ Lào tại Việt Nam Khamphao Ernthavanh cho rằng, thế hệ trẻ và các hoạt động giao lưu văn hóa sẽ là một trong những phương tiện hữu hiệu dẫn dắt tình hữu nghị ...
[Video] Bế mạc Những ngày Hội đồng Nhân dân thế giới tại Việt Nam 2026: Mở ra chương mới trong hợp tác

[Video] Bế mạc Những ngày Hội đồng Nhân dân thế giới tại Việt Nam 2026: Mở ra chương mới trong hợp tác

Chiều 27/8, sau ba ngày làm việc, sự kiện “Những ngày Hội đồng Nhân dân thế giới tại Việt Nam năm 2026” đã bế mạc, mở ra một chặng đường hợp tác sâu rộng hơn ...