thumbnail - Tái tạo thành công bộ gen của vi khuẩn E.coli từ xác ướp cách đây 5 thế kỷ
Thu Hà
Hà Nội

Tái tạo thành công bộ gen của vi khuẩn E.coli từ xác ướp cách đây 5 thế kỷ

Các nhà nghiên cứu quốc tế trong một dự án hợp tác đã tái tạo thành công bộ gen của vi khuẩn E.coli từ tàn tích của sỏi túi mật của một quý tộc Ý, được ướp xác vào thế kỷ 16. 

Escherichia coli (E.coli) ban đầu được cho là một sinh vật tương đồng - một sinh vật cực nhỏ cư trú bên trong cơ thể vật chủ, không mang lại lợi ích gì nhưng cũng không gây hại. Qua nhiều năm, các nhà khoa học phát hiện ra bên trong ruột con người, E.coli giúp tiêu hóa thức ăn, bảo vệ chúng ta khỏi các bệnh nhiễm trùng khác, đồng thời giúp sản xuất vitamin K và B12.

Nhưng E.coli cũng có một mặt xấu, đó là khi cơ thể vật chủ bị căng thẳng hoặc có khả năng miễn dịch thấp, E.coli đảm nhận vai trò của một mầm bệnh cơ hội có thể tấn công toàn diện vật chủ nếu chúng xâm nhập được vào máu, đường tiết niệu hoặc thận. Một số chủng vi sinh vật cũng có thể dẫn đến bùng phát và ngộ độc thực phẩm nghiêm trọng, thậm chí gây tử vong.

Tái tạo thành công bộ gen của vi khuẩn E.coli từ xác ướp cách đây 5 thế kỷ 

Kẻ giết người thầm lặng trong cơ thể

Mặc dù E.coli thường liên quan đến các đợt bùng phát lẻ tẻ, nhưng nó chưa bao giờ được coi là một sinh vật có khả năng gây nên đại dịch. Tuy nhiên, đây là loại vi khuẩn có thể né tránh được các phương pháp điều trị hiện đại. Hendrik Poinar, một nhà di truyền học tiến hóa tại Đại học McMaster cho biết, sự tập trung vào các mầm bệnh gây ra đại dịch như là câu chuyện duy nhất về tỷ lệ tử vong hàng loạt đã bỏ qua các "kẻ cơ hội" gây bệnh, chẳng hạn như E.coli.

Các nghiên cứu lập luận rằng mặc dù chúng ta không có hồ sơ lịch sử về các trường hợp tử vong do các sinh vật như E.coli gây ra, nhưng tác động của chúng đối với sức khỏe và tỷ lệ tử vong của con người là rất lớn. Để hiểu được lịch sử tiến hóa của sinh vật, chẳng hạn như nơi nó có được các gen mới hoặc khả năng kháng thuốc kháng sinh, các nhà nghiên cứu cần bộ gen của tổ tiên của nó, và xác ướp thế kỷ 16 là một cơ hội tốt để đạt được điều này. 

Bí mật từ xác ướp quý tộc tại Ý

Những bộ hài cốt được bảo quản tốt dùng trong nghiên cứu này  được tìm thấy vào năm 1983 tại Tu viện Saint Domenico Maggiore ở thành phố Naples, Ý. Một trong những hài cốt được xác nhận là của Giovani d'Avalos, một quý tộc Neapolitan từ thời kỳ Phục hưng. Năm 1586, d'Avalos qua đời ở tuổi 48, người được cho là bị viêm túi mật mãn tính do sỏi mật. 

Không giống như bệnh nhiễm trùng như đậu mùa, nhà quý tộc này không có dấu hiệu nhiễm trùng rõ ràng nên không có bất kỳ bằng chứng nào để nói rằng ông ta cũng bị nhiễm khuẩn E.coli. Nhóm nghiên cứu đã đưa sỏi mật từ hài cốt qua nhiều lần phân hủy khoáng chất. Một sinh viên tin sinh học tại Đại học McMaster và là tác giả chính của nghiên cứu đã so sánh điều này với việc bóc vỏ của một củ hành tây. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng họ càng đi sâu vào từng bước khử khoáng, thì DNA càng được bảo quản tốt hơn. 

Nhóm đã làm việc cẩn trọng và tỉ mỉ để cô lập các mảnh mẫu đồng thời bảo vệ chúng khỏi ô nhiễm môi trường và vật liệu thu hồi được đã giải trình tự để lập bản đồ gen của vi khuẩn E.coli có trong những viên sỏi mật này. Điều này sẽ cung cấp cho các nhà nghiên cứu một ý tưởng tốt hơn về vai trò của sinh vật bên trong ruột của nhà quý tộc. Từ đó, nhóm nghiên cứu đã  tái tạo lại bộ gen của E.coli, sau đó được so sánh với các phiên bản hiện đại. 

Tái tạo thành công bộ gen của vi khuẩn E.coli từ xác ướp cách đây 5 thế kỷ 

Những phát hiện bất ngờ về khuẩn E.coli

Mặc dù họ đã thực hiện tất cả các biện pháp phòng ngừa có thể, nhưng các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng việc xử lý mẫu đã tạo ra một số sinh vật khác, được phát hiện trong quá trình giải trình tự. So với đó, các mẫu sỏi mật có sự hiện diện áp đảo của E.coli, đạt tới mức 60% trong một số trường hợp, đó là điều gần như họ đang mong đợi trong tình trạng nhiễm trùng rõ ràng của sỏi mật.

Một bằng chứng khác cho thấy, vi khuẩn E.coli được phát hiện thực sự cổ xưa là hồ sơ kháng kháng sinh (AMR) mà các nhà nghiên cứu thu được đối với những mẫu này. Loại vi khuẩn này đã liên tục thích nghi với môi trường của chúng và truyền lại các gen kháng thuốc chống vi khuẩn giữa chúng nếu chúng có khả năng mang lại lợi thế sống sót. 

Các nhà nghiên cứu nhận định, chủng vi khuẩn cổ đại thuộc loại trình tự tương đối hiếm, có cấu trúc AMR tương tự như chủng được thấy ở các chủng hiện đại không dùng kháng sinh. Nhóm cũng đã kiểm tra phổi, bàng quang và ruột non của người quý tộc theo cách tương tự và đã có những phát hiện có giá trị. Họ kết luận rằng "Thật là bất ngờ khi có thể loại E. coli cổ đại này và tuy độc nhất vô nhị nhưng nó lại nằm trong dòng dõi phát sinh loài của loài người mà ngày nay vẫn đang gây ra sỏi mật."


>>> Lần đầu tiên ghép thận cho trẻ mà không cần ức chế miễn dịch.


Nguồn interesting

Chủ đề liên quan

Chủ đề khác