Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Ánh sáng đánh thức vi khuẩn nước ngọt   28-02-2019
Các nhà nghiên cứu phát hiện vi khuẩn ao phát triển nhanh hơn trong ngày

Một số vi khuẩn sống trong ao, hồ và môi trường nước ngọt khác phát triển nhanh hơn vào ban ngày, mặc dù chúng không lấy ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng, theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Delwar. Các gen đặc biệt hấp thụ ánh sáng có thể giải thích hoạt động gia tăng này, như nhóm nghiên cứu gần đây đã mô tả trong Tạp chí Vi khuẩn học.

Đây là một lý do cho tất cả vấn đề này. Để thực sự hiểu cuộc sống, bạn cần hiểu carbon. Chúng ta ăn carbon, sử dụng nó làm nhiên liệu và chúng ta giải phóng nó khi chúng ta phân hủy sau khi chết. Chu trình carbon, sự chuyển động của carbon trong tự nhiên, là một chủ đề nghiên cứu quan trọng đối với các nhà sinh thái học và các nhà nghiên cứu khác muốn tìm hiểu cách hoạt động của con người ảnh hưởng đến sức khỏe của hành tinh. Các vùng nước đóng góp vào chu trình carbon, vì vậy bằng cách tăng hiểu biết của chúng ta về các hệ sinh thái này, các nhà khoa học có thể có khả năng giúp toàn bộ hành tinh. Hiểu những sinh vật nhỏ bé bơi xung quanh trong nước là một bước quan trọng.

Julia Maresca, phó giáo sư kỹ thuật dân dụng và môi trường, muốn tìm hiểu làm thế nào hai chủng vi khuẩn thường thấy trong môi trường nước ngọt biến năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học, sử dụng ánh sáng mặt trời để bổ sung cho hệ thống năng lượng của chúng.

Maresca bắt đầu với hai chủng vi khuẩn: tế bào đỏ (Rhodoluna (Rhl.) Lacicola chủng MWH-Ta8) có chứa một hệ thống quang học xuất hiện tự nhiên để biến năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học và tế bào vàng (Aurantimicrobium sp.) Nhóm nghiên cứu nghi ngờ rằng các tế bào đỏ, và chỉ các tế bào đỏ, sẽ phát triển nhanh hơn khi tiếp xúc với ánh sáng trắng. Tuy nhiên, khi nhà nghiên cứu Jessica Keffer thực hiện bộ thí nghiệm đầu tiên, cô phát hiện ra rằng cả hai loại vi khuẩn đều phát triển nhanh hơn khi được chiếu sáng. Một vòng thí nghiệm thứ hai đã xác nhận kết quả.

"Rõ ràng là có một cái gì đó xảy ra trong đó mà chúng tôi không thể giải thích với thông tin mà chúng tôi có," Maresca nói.

Các thí nghiệm bổ sung cho thấy vi khuẩn phát triển nhanh hơn trong ánh sáng xanh và tia UV, nhưng không phải là ánh sáng đỏ hay xanh lục. Các nhà nghiên cứu bắt đầu nghi ngờ rằng vi khuẩn có thể không chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học, mà thay vào đó "hấp thụ năng lượng ánh sáng đó và sử dụng nó cho thông tin, giống như cách chúng ta làm", Maresca cho hay. "Khi có ánh sáng, chúng ta biết đã đến lúc phải thức dậy và ăn sáng."

Để điều tra khả năng này, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra gen nào của vi khuẩn hoạt động trong điều kiện sáng so với điều kiện tối. Trong ánh sáng, cả hai chủng vi khuẩn đều hấp thụ nhiều carbon hữu cơ, bao gồm cả đường, và chuyển hóa chúng nhanh hơn. Trong bóng tối, các chức năng đó bị giảm và vi khuẩn làm tăng sản xuất và sửa chữa protein, chế tạo và sửa chữa các máy móc cần thiết để phát triển và phân chia.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra những gen mà những vi khuẩn này có điểm chung, ngoài những gen thiết yếu mà tất cả các vi khuẩn đều có chung. Với sự giúp đỡ từ các đồng nghiệp tại Trung tâm giải trình tự và kiểu gen tại UD, họ đã xác định rằng trong số các gen không thiết yếu, có hai yếu tố liên quan đến sự hấp thụ ánh sáng xanh. Một là DNA photolyase, hấp thụ ánh sáng xanh và sử dụng nó để sửa chữa DNA bị hư hại trước đó bởi tia UV. Đây là một cơ chế sửa chữa nhưng có lẽ không giúp tăng trưởng trong ánh sáng, Maresca cho biết. Các gen khác được gọi là một loại tiền điện tử, đã được chứng minh là điều chỉnh nhịp sinh học ở động vật, thực vật, nấm và thậm chí cả con người. Tiền điện tử có khả năng chịu trách nhiệm cho sự khác biệt về tốc độ tăng trưởng trong điều kiện sáng.

Maresca nói: "Chúng tôi không có bất kỳ bằng chứng trực tiếp nào cho thấy gen này chịu trách nhiệm cho sự hấp thụ ánh sáng hoặc cho kiểu hình tăng trưởng được tăng cường ánh sáng đó, nhưng chúng tôi có rất nhiều bằng chứng tình huống cho thấy điều đó là có thể". "Chúng tôi đã tinh chế protein đó và xem xét những bước sóng ánh sáng nào nó có thể hấp thụ và chúng tôi đã chứng minh rằng nó có thể hấp thụ ánh sáng của hai bước sóng giúp tăng cường nhất sự phát triển: 420nm và 375nm. "

Vậy tại sao những vi khuẩn này, thường được tìm thấy ở một vài feet nước trong môi trường nước ngọt, lại cảm nhận ánh sáng và phản ứng theo cách này? Những môi trường nước ngọt được chiếu sáng tốt này chứa các sinh vật như tảo hút CO2 từ không khí và tạo ra carbon hữu cơ - thức ăn cho vi khuẩn. Nhóm nghiên cứu có một giả thuyết rằng, các vi khuẩn trong nghiên cứu này có thể biến máy móc của chúng trùng khớp với việc sản xuất thực phẩm của các loài khác gần đó. Nó giống như chuẩn bị và chạy về phía một bữa tiệc buffet mới đầy thức ăn thay vì đi lên để xem những gì còn lại. Nhóm nghiên cứu đang hợp tác với một đồng nghiệp tại một trường đại học khác để tìm hiểu thêm về cách thức các vi khuẩn này tương tác với tảo trong cùng một môi trường.

Thanh Vân (Eurekalert)​

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập