Gửi bình luận
Những nhà khoa học Trung Quốc phát hiện ra rằng các sinh vật khỏe mạnh có thể di chuyển nhanh hơn cá thể bị nhiễm bệnh, cuối cùng bỏ lại chúng trong quá trình được gọi là "loại bỏ qua di cư".
Có hai quan điểm trái ngược nhau về tác động từ quá trình di cư với sự lây lan vi rút. Dù người ta thường tin rằng quá trình di cư của vật chủ làm tăng tốc độ lây lan các bệnh truyền nhiễm, nhưng một số nghiên cứu sinh thái gần đây lại cho thấy điều ngược lại. Đó là di cư thực sự có thể ức chế sự lây lan vi rút trong một số trường hợp.
Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu ở miền nam Trung Quốc cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về sự mâu thuẫn này.
Nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ tiên tiến Thâm Quyến (SIAT), đơn vị trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, phát hiện rằng khi một loài vật chủ di chuyển không có mục đích, tốc độ càng nhanh thì vi rút càng lây lan rộng.
Ngược lại, nếu sự di chuyển của quần thể động vật có định hướng và đủ nhanh thì vi rút sẽ bị "loại bỏ".
Nghiên cứu của nhà khoa học Fu Xiongfei thuộc Phòng thí nghiệm trọng điểm về Sinh học tổng hợp định lượng của SIAT và các đồng nghiệp đã được công bố trên tạp chí quốc tế Proceedings of the National Academy of Sciences.
Vi rút, vốn là vi sinh vật không thể tự di chuyển, hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng lây nhiễm vật chủ như con người, động vật, thực vật và các sinh vật sống khác để nhân lên và lây lan trên khoảng cách xa. Do đó, người ta thường cho rằng quần thể vật chủ di chuyển càng nhanh thì vi rút càng dễ lây lan.
Tuy nhiên, các nghiên cứu sinh thái gần đây cho thấy việc động vật di cư có thể làm giảm sự lưu hành vi rút bằng cách loại bỏ những cá thể bị nhiễm bệnh khỏi nhóm di cư.
Một hiện tượng tương tự đã được quan sát thấy ở bướm chúa, vì những con bướm di cư xa có nguy cơ mắc các bệnh ký sinh trùng thấp hơn đáng kể so với các con ở lại.
Dựa trên hiện tượng này, các nhà sinh thái học đã đề xuất giả thuyết "loại bỏ qua di cư". Họ cho rằng sự di cư giúp loại bỏ những cá thể bị nhiễm vi rút, từ đó duy trì sức khỏe của quần thể.
Để giải quyết nghịch lý này và nghiên cứu cách thức vận động của vật chủ thực sự ảnh hưởng đến sự lây lan vi rút, nhóm nghiên cứu ở Thâm Quyến đã xây dựng một hệ thống vật chủ vi rút trong phòng thí nghiệm.
Áp dụng phương pháp tiếp cận sinh học tổng hợp, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vi khuẩn E. coli và vi rút phage M13 để tái tạo tương tác vật chủ vi rút.
Nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng, vì vi rút không thể tự di chuyển nên phage M13 tụt hậu so với vi khuẩn E. coli. Điều này nghĩa là những vi khuẩn E. coli khỏe mạnh có thể di chuyển nhanh hơn để không bị nhiễm vi rút phage M13, trong khi các cá thể bị nhiễm bệnh vẫn ở lại phía sau.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng khi "đội tiên phong" gồm những vi khuẩn khỏe mạnh di chuyển nhanh hơn, những cá thể bị nhiễm bệnh dần dần bị loại khỏi quần thể, giúp xác nhận giả thuyết "loại bỏ qua di cư".
Họ lưu ý rằng nghiên cứu này không chỉ cung cấp mô hình thực nghiệm mới và cơ sở lý thuyết để khám phá câu hỏi rộng hơn về sự lây truyền vi rút trong tự nhiên mà còn làm sáng tỏ việc hiểu biết về phòng ngừa và kiểm soát bệnh truyền nhiễm.
1. Phage M13 (thể thực khuẩn M13) là loại vi rút rất nhỏ, chỉ tấn công vào một loại vi khuẩn nhất định, thường là E. coli. Phage M13 thuộc nhóm vi rút DNA đơn sợi, có hình dạng sợi dài và mảnh mai.
Đặc điểm nổi bật của phage M13
Cấu trúc đơn giản: Gồm một sợi DNA đơn mạch bao bọc bởi một lớp vỏ protein.
Ký sinh đặc hiệu: Chỉ lây nhiễm và nhân lên trong tế bào E. coli.
Không gây vỡ tế bào: Khi nhân lên, phage M13 không làm vỡ tế bào chủ mà chỉ khiến tế bào này sản sinh ra nhiều phage mới.
Ứng dụng trong nghiên cứu: Do những đặc điểm trên, phage M13 được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu sinh học phân tử, đặc biệt là trong kỹ thuật di truyền.
Vai trò của phage M13 trong nghiên cứu
Vector di truyền: Phage M13 được sử dụng làm vector để chuyển gien vào tế bào E. coli.
Sản xuất protein: Có thể sử dụng phage M13 để sản xuất các protein đặc biệt trên quy mô lớn.
Nghiên cứu tương tác giữa vi rút và vật chủ: Phage M13 là mô hình lý tưởng để nghiên cứu cơ chế tương tác giữa vi rút và vi khuẩn.
Tại sao phage M13 lại tụt hậu so với vi khuẩn trong thí nghiệm?
Trong thí nghiệm của nhóm nghiên cứu Trung Quốc, phage M13 tụt hậu so với vi khuẩn E. coli vì:
Phage không tự di chuyển: Không giống vi khuẩn có thể di chuyển bằng lông roi, phage M13 hoàn toàn phụ thuộc vào việc bám vào và xâm nhập vào tế bào vi khuẩn để nhân lên.
Quá trình nhân lên chậm hơn: Sau khi xâm nhập vào tế bào, phage M13 cần thời gian để nhân bản DNA và tổng hợp protein cấu tạo nên các phage mới. Trong khi đó, vi khuẩn có thể tiếp tục phân chia và tăng số lượng.
Tóm lại, phage M13 là vi rút hữu ích trong nghiên cứu sinh học phân tử. Việc hiểu rõ về cấu trúc và chức năng của phage M13 giúp các nhà khoa học phát triển các ứng dụng mới trong y học, công nghệ sinh học và nông nghiệp.
2. Vi khuẩn E. coli là loại vi khuẩn Gram âm, hình que, thường sống trong ruột của động vật máu nóng, gồm cả con người. Phần lớn các chủng E. coli là vô hại và thậm chí còn có lợi, giúp chúng ta tiêu hóa thức ăn. Tuy nhiên, một số chủng khác lại có thể gây ra các bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng.
Vai trò của vi khuẩn E. coli trong cơ thể
Tiêu hóa thức ăn: E. coli giúp sản xuất một số vitamin và các chất cần thiết cho quá trình tiêu hóa.
Bảo vệ đường ruột: Chúng tạo ra một hàng rào bảo vệ, ngăn chặn các vi khuẩn gây bệnh xâm nhập.
Khi nào E. coli trở thành mối nguy hiểm?
Một số chủng E. coli có thể sản sinh ra các độc tố gây hại, dẫn đến các bệnh như:
Tiêu chảy: Đây là triệu chứng phổ biến nhất của nhiễm khuẩn E. coli, tiêu chảy có thể từ nhẹ đến nặng, thậm chí có máu.
Nhiễm trùng đường tiết niệu: E. coli là nguyên nhân phổ biến gây viêm đường tiết niệu, đặc biệt là ở phụ nữ.
Nhiễm trùng máu: Trong một số trường hợp hiếm gặp, E. coli có thể xâm nhập vào máu và gây nhiễm trùng toàn thân.
Các yếu tố nguy cơ nhiễm khuẩn E. coli
Thực phẩm hoặc nước uống bị ô nhiễm: Đây là con đường lây nhiễm phổ biến nhất.
Tiếp xúc trực tiếp với phân của động vật, đặc biệt là trong quá trình chăn nuôi hoặc làm vườn.
Vệ sinh cá nhân kém: Không rửa tay kỹ sau khi đi vệ sinh hoặc trước khi chế biến thức ăn.
Phòng ngừa nhiễm khuẩn E. coli
Rửa tay kỹ: Rửa tay bằng xà phòng và nước sạch trước khi ăn, sau khi đi vệ sinh và sau khi tiếp xúc với động vật.
Chế biến thực phẩm kỹ: Đảm bảo thực phẩm được nấu chín kỹ trước khi ăn.
Uống nước sạch: Chỉ sử dụng nước đã được xử lý hoặc đun sôi.
Vệ sinh môi trường: Giữ gìn nhà cửa và khu vực xung quanh sạch sẽ.
Nếu bạn có bất kỳ dấu hiệu nào của nhiễm khuẩn E. coli, hãy liên hệ với bác sĩ để được khám và điều trị kịp thời.
