Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Thuốc nhuộm huỳnh quang làm nổi bật các hạt nhân và màng ở ký sinh trùng không sử dụng oxy. Nguồn: Stephen Douglas Atkinson.

Hít thở oxy được xem là một đặc tính cơ bản của động vật đa bào, nhưng chúng tôi đã tìm thấy ít nhất một loài không thể làm điều đó.

Dorothee Huchon tại Đại học Tel Aviv ở Israel nói: “Nó đã mất khả năng hô hấp oxy. Điều này vẫn còn là một bí ẩn về việc làm thế nào loài động vật này, một loại ký sinh trùng gây bệnh trên cá hồi, nhận được năng lượng cần thiết mà không cần oxy, nhưng có lẽ nó lấy oxy từ vật chủ.”

Tất cả các loài thực vật và động vật được cho là sử dụng oxy để tạo ra một loại nhiên liệu gọi là adenosine triphosphate (ATP). Nhiên liệu này cung cấp năng lượng cho các quá trình của tế bào. Việc tạo ATP từ oxy diễn ra trong các cấu trúc được gọi là ty thể.

Mỗi ty thể có bộ gene nhỏ riêng tách biệt với bộ gene chính trong nhân tế bào. Nhưng khi Huchon và cộng sự giải trình tự DNA của Henneguya salminicola, một loài có liên quan đến sứa, các nhà khoa học nghĩ rằng họ đã phạm sai lầm vì họ không tìm thấy DNA ty thể nào cả.

Các nghiên cứu sâu hơn đã xác nhận phát hiện này. Khi nhóm nghiên cứu nhuộm H. salminicola bằng thuốc nhuộm huỳnh quang màu xanh có thể liên kết với DNA, thì không có DNA nào được tìm thấy trong tế bào chất bên ngoài nhân. Ngược lại, khi họ nhuộm một ký sinh trùng khác có quan hệ họ hàng rất gần thì các chấm màu xanh tương ứng với bộ gene của ty thể được tìm thấy bên ngoài nhân.

Vì vậy, trong khi các tế bào của H. salminicola có những cấu trúc trông giống như ty thể nhưng chúng không thể tạo ra các enzyme cần thiết để sử dụng oxy nhằm tạo ra ATP. Bà Huchon nói: “những cấu trúc này không phải là ty thể thực sự.”

Điều này có nghĩa là H. salminicola là một động vật đa bào có thể sống sót hoàn toàn không cần oxy. Nick Lane đến từ Đại học College London cho biết, “có rất nhiều loài có thể trải qua một thời gian dài mà không có oxy, nhưng không có loài nào có thể trải qua toàn bộ vòng đời trong tình trạng như vậy.”

Ít nhất, vẫn chưa có gì được xác nhận. Năm 2010, Roberto Danovaro tại Đại học Bách khoa Marche ở Ý đã báo cáo rằng một nhóm các động vật nhỏ được gọi là loriciferans sống trong các lớp trầm tích dưới biển sâu. Những loài này không có ty thể được tìm thấy khi quan sát dưới kính hiển vi và thay vào đó chúng phải dựa vào các nguồn năng lượng khác như hydrogen sulphide.

Tuy nhiên, những nhà sinh học khác cho rằng các nghiên cứu về bộ gene là cần thiết để xác nhận rằng loriciferan đã thực sự mất khả năng hô hấp oxy. Dan Danaro cho biế:, “những phân tích về bộ gene đang được tiến hành, tôi không thể nói gì thêm.”

Huchon cho biết, “Chúng tôi không biết tại sao H. salminicola đã mất khả năng này trong khi tất cả những họ hàng gần của nó mà chúng tôi nghiên cứu lại sử dụng oxy. Khi những ký sinh trùng này đi hết vòng đời của chúng, chúng cũng có thể sống bên trong vật chủ giun, nơi chúng sẽ phải làm gì với môi trường hầu như cũng không có oxy. Vật chủ giun của H. salminicola chưa từng được xác định, nhưng loài ký sinh này cũng có thể sống trong lớp trầm tích với nồng độ oxy rất thấp.”

Mặc dù ký sinh trùng này vô hại với con người, nhưng nó là một vấn đề lớn đối với những người nuôi cá vì loài ký sinh trùng này tạo ra những đốm trắng trong thịt của cá bị nhiễm bệnh.

Nguồn: https://www.newscientist.com/article/2235009-animal-that-doesnt-need-oxygen-to-survive-discovered/