В Антарктике обнаружили уникальный механизм обмена генами у бактерий

Phát hiện cơ chế trao đổi gene độc đáo của vi khuẩn ở Nam Cực Theo phóng viên TTXVN tại Australia, các nhà khoa học thuộc Đại học Monash mới đây phát hiện các cộng đồng vi sinh vật tại Nam Cực đang sử dụng một cơ chế trao đổi gene đặc biệt để cùng tồn tại trong môi trường khắc nghiệt bậc nhất Trái Đất. Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Nature Communications, các nhà khoa học cho biết kết quả phân tích bộ gene của 676 loài vi khuẩn lấy từ lớp trên cùng của bề mặt đất cho thấy khoảng 98% số vi khuẩn này có biểu hiện trao đổi gene với các loài khác — kể cả những loài không cùng họ hàng. Đây được gọi là chuyển gene ngang (horizontal gene transfer). Khác với cơ chế chuyển gene dọc (di truyền từ bố mẹ sang con cái), cơ chế chuyển gene ngang cho phép vi khuẩn nhận gene mới từ môi trường xung quanh thông qua việc thu gom ADN tự do từ các tế bào đã chết, truyền qua cầu liên kết tế bào hoặc nhờ sự phát tán của virus. Qua quá trình chọn lọc tự nhiên, những gene hỗ trợ sinh tồn hiệu quả được giữ lại và lan rộng trong toàn bộ quần thể qua nhiều thế hệ. Nhóm nghiên cứu cho biết các gene liên quan đến quá trình chuyển hóa năng lượng chiếm tỷ lệ trao đổi cao nhất. Trong đó, phổ biến nhất là nhóm gene giúp vi khuẩn tổng hợp năng lượng từ các chất khí trong khí quyển như hydro và cacbon monoxit — cơ chế được gọi là quá trình "hấp thụ khí quyển" (aerotrophy). Ở hầu hết các môi trường khác, quá trình aerotrophy chỉ đóng vai trò như một "máy phát điện dự phòng" giúp vi khuẩn duy trì sự sống khi thiếu nguồn thức ăn hoặc ánh sáng Mặt Trời. Tuy nhiên, tại Nam Cực, khả năng "sống nhờ không khí" này lại trở thành điều kiện bắt buộc cho sự sinh tồn hằng ngày của các loài vi sinh vật. Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh phát hiện trên giúp làm sáng tỏ cách thức các cộng đồng vi khuẩn duy trì dòng chuyển hóa dinh dưỡng và năng lượng trong hệ sinh thái trên đất liền tại Nam Cực. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu diễn ra nhanh chóng, việc hiểu rõ cơ chế thích nghi của vi sinh vật Nam Cực có ý nghĩa quan trọng trong việc dự báo phản ứng của hệ sinh thái cổ xưa này trước sự ấm lên toàn cầu, đồng thời cung cấp thêm dữ liệu về giới hạn tồn tại của sự sống trong các môi trường khắc nghiệt ngoài không gian.