Vn-Z.vn Ngày 18 tháng 11 năm 2023, Trong các bộ phim khoa học viễn tưởng các nhà làm phim đã xây dựng những thế giới thần bí. Trong đó có thế giới của Ma Cà Rồng, trong thế giới thần bí này virus ma cà rồng xuất hiện dưới dạng một hiểm họa. Đây không chỉ là những virus thông thường, mà chúng có khả năng biến đổi và xâm nhập vào cơ thể con người, biến những người nhiễm virus thành những "người cà rồng" với sức mạnh siêu nhiên.
Đó là trong thế giới khoa học viễn tưởng, thực tế các nhà khoa học đã khám phá ra một loại virus có khả năng săn các loại virus khác để phục vụ qúa trình tự nhân bản. Loại virus này có thể nắm giữ chìa khóa cho các liệu pháp chống vi-rút mới
Hình ảnh trên cho thấy vi khuẩn Streptomyces satellite phage MiniFlayer (màu tím) được gắn với cổ của virus trợ giúp của nó, Streptomyces phage MindFlayer (màu xám). (Tác giả: Tagide deCarvalho, CC BY-SA)
Thời gian gần đây thế giới đã từng trải qua những đại dịch cúm nguy hiểm như gây ra bởi các virus như H5N1, COVID. Bạn có bao giờ tự hỏi liệu những loại virus đã tạo ra những đại dịch cúm nguy hiểm trên cũng có thể tự mắc phải cúm chính mình không? Câu trả lời là có , virus thực sự cũng có thể mắc bệnh. Thậm chí hung thủ cuối cùng lại chính là những virus khác.
Virus có thể mắc bệnh trong ý nghĩa là chức năng bình thường của chúng bị ảnh hưởng. Khi một virus xâm nhập vào một tế bào, nó có thể đi vào trạng ngưng hoạt động hoặc bắt đầu sao chép ngay lập tức. Khi sao chép, virus thực sự chiếm quyền kiểm soát "nhà máy" phân tử của tế bào để tạo ra rất nhiều bản sao của chính nó, sau đó thoát khỏi tế bào để giải phóng các bản sao mới.
Đôi khi, một virus xâm nhập vào tế bào chỉ để phát hiện ra rằng nơi tạm trú mới của nó đã là nhà của một virus khác đang ngủ yên. Bất ngờ phải không? Điều tiếp theo là cuộc chiến tranh giành quyền kiểm soát tế bào, có thể được chiến thắng bởi bất kỳ bên nào trong cuộc đấu này.
Nhưng đôi khi, những loài virus sẽ xâm nhập vào một tế bào sẽ gặp một điều bất ngờ đặc biệt đang chờ đón chúng. Trong tế bào , kẻ kí sinh virus đang chờ đợi để săn mồi chính những virus vừa tới.
Các nhà khoa học nghiên cứu về sự tiến hóa của virus , gần đây đã phát hiện ra một một loại virus được bám cổ của một virus khác . Hành động bám vào cổ này khiến chúng ta liên tưởng tới cách mà loài mà cà rồng trong các bộ phim khoa học viễn tưởng. Virus Ma Cà Rồng ! (Vampire viruses)
Trước đây từ nhiều thập kỷ trước, các nhà sinh học đã biết về sự tồn tại của các virus săn mồi vào các virus khác, được gọi là "vệ tinh virus," (satellites). Vào năm 1973, các nhà khoa học đang nghiên cứu về vi khuẩn vi khuẩn P2, một loại virus xâm nhiễm vào vi khuẩn đường ruột Escherichia coli, phát hiện ra rằng sự nhiễm trùng này đôi khi dẫn đến hai loại virus khác nhau nảy sinh từ tế bào: phage P2 và phage P4.
Bacteriophage P4 là một loại virus ưa nhiệt độ, có nghĩa là nó có thể tích hợp vào khromôsom của tế bào chủ và đi vào trạng ngưng hoạt động. Khi P2 xâm nhiễm vào một tế bào đã chứa P4, P4 tiềm ẩn nhanh chóng tỉnh giấc và sử dụng hướng dẫn gen của P2 tạo hàng trăm hạt virus nhỏ của riêng mình. P2 không nghi ngờ gì, may mắn nếu nó có thể sao chép một vài lần. Trong trường hợp này, các nhà sinh học gọi P2 là một "virus trợ giúp," bởi vì vệ tinh P4 cần vật liệu gen của P2 để sao chép và lan truyền.
Những nghiên cứu tiếp theo đã chỉ ra rằng hầu hết các loài vi khuẩn đều có một hệ thống đa dạng các vệ tinh-virus trợ giúp, tương tự như hệ thống P4-P2. Tuy nhiên, vệ tinh virus không chỉ giới hạn trong vi khuẩn. Ngay sau khi virus lớn nhất được biết đến, mimivirus, được phát hiện vào năm 2003, các nhà khoa học cũng phát hiện ra vệ tinh của nó, được đặt tên là Sputnik. Các vệ tinh virus của cây trồng ẩn nấp trong tế bào thực vật đợi chờ virus khác cũng phổ biến và có thể có tác động quan trọng đối với nông sản.
www.nature.com
Mặc dù các nhà nghiên cứu đã tìm thấy các hệ thống virus vệ tinh-virus trợ giúp trong gần như mọi lĩnh vực của sự sống, nhưng vai trò quan trọng của chúng trong sinh học vẫn chưa được đánh giá cao. Rõ ràng nhất, các vệ tinh virus ảnh hưởng trực tiếp đến virus "trợ giúp" của chúng, thường là làm hại chúng nhưng đôi khi lại làm cho chúng trở thành kẻ giết hại hiệu quả hơn. Tuy nhiên, điều này có lẽ chỉ là một phần nhỏ trong đóng góp của chúng đối với sinh học.
Cả vệ tinh và virus trợ giúp đều tham gia vào cuộc đua tiến hóa không ngừng. Vệ tinh tiến hóa các cách mới để lợi dụng virus trợ giúp, và virus trợ giúp tiến hóa các biện pháp phòng ngừa để ngăn chặn chúng. Bởi vì cả hai bên đều là virus, kết quả của cuộc chiến nội bộ này bao gồm điều gì đó có ý nghĩa với con người: nghiên cứu ra các loại thuốc chống virus.
Gần đây nhiều hệ thống chống virus được cho là đã tiến hóa trong vi khuẩn, như những cây kéo phân tử CRISPR-Cas9 được sử dụng trong chỉnh sửa gen, có thể đã xuất phát từ vi khuẩn phage và vệ tinh của chúng. Một cách mỉa mai, với tốc độ sinh sản và tỷ lệ đột biến cao của chúng, virus trợ giúp và vệ tinh của chúng đã trở thành điểm nóng tiến hóa cho vũ khí chống virus. Cố gắng qua mặt nhau, vệ tinh và virus trợ giúp đã tạo ra một loạt các hệ thống chống virus không giống ai, mà người nghiên cứu có thể tận dụng.
Các vệ tinh virus có tiềm năng thay đổi cách mà các nhà nghiên cứu hiểu về những chiến lược chống virus, nhưng vẫn còn rất nhiều điều cần được tìm hiểu về chúng. Các nhà khoa học đã mô tả một vi khuẩn phage vệ tinh hoàn toàn khác biệt so với các vệ tinh đã được biết trước, một vi khuẩn đã tiến hóa một lối sống độc đáo, bí ẩn.
Hình ảnh này cho thấy thể thực khuẩn vệ tinh Streptomyces MiniFlayer (màu tím) được gắn vào cổ của virus trợ giúp của nó, thể thực khuẩn Streptomyces MindFlayer (màu xám). (Nguồn: Tagide deCarvalho, CC BY-SA)
Các sinh viên năm đầu tiên tại Đại học Maryland, Baltimore County đã cô lập một vi khuẩn phage vệ tinh có tên là MiniFlayer từ vi khuẩn đất Streptomyces scabiei. MiniFlayer được tìm thấy có mối liên hệ chặt chẽ với một virus trợ giúp được gọi là vi khuẩn phage MindFlayer xâm nhiễm vào vi khuẩn Streptomyces. Tuy nhiên, các nghiên cứu tiếp theo đã phát hiện ra rằng MiniFlayer không phải là một virus vệ tinh thông thường.
MiniFlayer là vi khuẩn phage vệ tinh đầu tiên được biết đã mất khả năng ngủ yên. Việc không thể ngụy trang chờ đợi để virus trợ giúp xâm nhập tế bào đặt ra một thách thức quan trọng đối với vi khuẩn phage vệ tinh. Nếu người ta cần một virus khác để sao chép, làm thế nào để đảm bảo rằng nó sẽ vào tế bào vào khoảng thời gian tương tự ?
MiniFlayer đã giải quyết thách thức này một cách tinh tế và sáng tạo như trong phim kinh dị. Thay vì ngụy trang chờ đợi, MiniFlayer đã chuyển sang chiến thuật tấn công. Lấy cảm hứng từ cả "Dracula" và "Alien," vi khuẩn phage vệ tinh này đã tiến hóa một bộ phận kết nối ngắn cho phép nó mắc vào cổ của virus trợ giúp giống như một con ma cà rồng , cùng nhau đi tìm một "vật chủ"mới. Chúng ta chưa biết MiniFlayer làm thế nào để kìm hãm virus trợ giúp của nó, hoặc liệu MindFlayer đã tiến hóa biện pháp phòng ngừa.
Nếu đại dịch gần đây đã dạy chúng ta điều gì, đó là nguồn cung của chúng ta về thuốc chống virus khá hạn chế. Nghiên cứu về tính phức tạp, xen kẽ và đôi khi là tấn công của virus và vệ tinh của chúng, như khả năng của MiniFlayer gắn vào cổ của virus trợ giúp, có tiềm năng mở ra những cánh cửa mới cho việc nghiên cứu liệu trình điều trị chống virus.
Vn-Z.vn team tổng hợp
Đó là trong thế giới khoa học viễn tưởng, thực tế các nhà khoa học đã khám phá ra một loại virus có khả năng săn các loại virus khác để phục vụ qúa trình tự nhân bản. Loại virus này có thể nắm giữ chìa khóa cho các liệu pháp chống vi-rút mới
Hình ảnh trên cho thấy vi khuẩn Streptomyces satellite phage MiniFlayer (màu tím) được gắn với cổ của virus trợ giúp của nó, Streptomyces phage MindFlayer (màu xám). (Tác giả: Tagide deCarvalho, CC BY-SA)
Thời gian gần đây thế giới đã từng trải qua những đại dịch cúm nguy hiểm như gây ra bởi các virus như H5N1, COVID. Bạn có bao giờ tự hỏi liệu những loại virus đã tạo ra những đại dịch cúm nguy hiểm trên cũng có thể tự mắc phải cúm chính mình không? Câu trả lời là có , virus thực sự cũng có thể mắc bệnh. Thậm chí hung thủ cuối cùng lại chính là những virus khác.
Virus có thể mắc bệnh trong ý nghĩa là chức năng bình thường của chúng bị ảnh hưởng. Khi một virus xâm nhập vào một tế bào, nó có thể đi vào trạng ngưng hoạt động hoặc bắt đầu sao chép ngay lập tức. Khi sao chép, virus thực sự chiếm quyền kiểm soát "nhà máy" phân tử của tế bào để tạo ra rất nhiều bản sao của chính nó, sau đó thoát khỏi tế bào để giải phóng các bản sao mới.
Đôi khi, một virus xâm nhập vào tế bào chỉ để phát hiện ra rằng nơi tạm trú mới của nó đã là nhà của một virus khác đang ngủ yên. Bất ngờ phải không? Điều tiếp theo là cuộc chiến tranh giành quyền kiểm soát tế bào, có thể được chiến thắng bởi bất kỳ bên nào trong cuộc đấu này.
Nhưng đôi khi, những loài virus sẽ xâm nhập vào một tế bào sẽ gặp một điều bất ngờ đặc biệt đang chờ đón chúng. Trong tế bào , kẻ kí sinh virus đang chờ đợi để săn mồi chính những virus vừa tới.
Các nhà khoa học nghiên cứu về sự tiến hóa của virus , gần đây đã phát hiện ra một một loại virus được bám cổ của một virus khác . Hành động bám vào cổ này khiến chúng ta liên tưởng tới cách mà loài mà cà rồng trong các bộ phim khoa học viễn tưởng. Virus Ma Cà Rồng ! (Vampire viruses)
Trước đây từ nhiều thập kỷ trước, các nhà sinh học đã biết về sự tồn tại của các virus săn mồi vào các virus khác, được gọi là "vệ tinh virus," (satellites). Vào năm 1973, các nhà khoa học đang nghiên cứu về vi khuẩn vi khuẩn P2, một loại virus xâm nhiễm vào vi khuẩn đường ruột Escherichia coli, phát hiện ra rằng sự nhiễm trùng này đôi khi dẫn đến hai loại virus khác nhau nảy sinh từ tế bào: phage P2 và phage P4.
Bacteriophage P4 là một loại virus ưa nhiệt độ, có nghĩa là nó có thể tích hợp vào khromôsom của tế bào chủ và đi vào trạng ngưng hoạt động. Khi P2 xâm nhiễm vào một tế bào đã chứa P4, P4 tiềm ẩn nhanh chóng tỉnh giấc và sử dụng hướng dẫn gen của P2 tạo hàng trăm hạt virus nhỏ của riêng mình. P2 không nghi ngờ gì, may mắn nếu nó có thể sao chép một vài lần. Trong trường hợp này, các nhà sinh học gọi P2 là một "virus trợ giúp," bởi vì vệ tinh P4 cần vật liệu gen của P2 để sao chép và lan truyền.
Những nghiên cứu tiếp theo đã chỉ ra rằng hầu hết các loài vi khuẩn đều có một hệ thống đa dạng các vệ tinh-virus trợ giúp, tương tự như hệ thống P4-P2. Tuy nhiên, vệ tinh virus không chỉ giới hạn trong vi khuẩn. Ngay sau khi virus lớn nhất được biết đến, mimivirus, được phát hiện vào năm 2003, các nhà khoa học cũng phát hiện ra vệ tinh của nó, được đặt tên là Sputnik. Các vệ tinh virus của cây trồng ẩn nấp trong tế bào thực vật đợi chờ virus khác cũng phổ biến và có thể có tác động quan trọng đối với nông sản.
Phage-inducible chromosomal islands are ubiquitous within the bacterial universe - The ISME Journal
Phage-inducible chromosomal islands (PICIs) are a recently discovered family of pathogenicity islands that contribute substantively to horizontal gene transfer, host adaptation and virulence in Gram-positive cocci. Here we report that similar elements also occur widely in Gram-negative bacteria...
www.nature.com
Mặc dù các nhà nghiên cứu đã tìm thấy các hệ thống virus vệ tinh-virus trợ giúp trong gần như mọi lĩnh vực của sự sống, nhưng vai trò quan trọng của chúng trong sinh học vẫn chưa được đánh giá cao. Rõ ràng nhất, các vệ tinh virus ảnh hưởng trực tiếp đến virus "trợ giúp" của chúng, thường là làm hại chúng nhưng đôi khi lại làm cho chúng trở thành kẻ giết hại hiệu quả hơn. Tuy nhiên, điều này có lẽ chỉ là một phần nhỏ trong đóng góp của chúng đối với sinh học.
Cả vệ tinh và virus trợ giúp đều tham gia vào cuộc đua tiến hóa không ngừng. Vệ tinh tiến hóa các cách mới để lợi dụng virus trợ giúp, và virus trợ giúp tiến hóa các biện pháp phòng ngừa để ngăn chặn chúng. Bởi vì cả hai bên đều là virus, kết quả của cuộc chiến nội bộ này bao gồm điều gì đó có ý nghĩa với con người: nghiên cứu ra các loại thuốc chống virus.
Các vệ tinh virus có tiềm năng thay đổi cách mà các nhà nghiên cứu hiểu về những chiến lược chống virus, nhưng vẫn còn rất nhiều điều cần được tìm hiểu về chúng. Các nhà khoa học đã mô tả một vi khuẩn phage vệ tinh hoàn toàn khác biệt so với các vệ tinh đã được biết trước, một vi khuẩn đã tiến hóa một lối sống độc đáo, bí ẩn.
Hình ảnh này cho thấy thể thực khuẩn vệ tinh Streptomyces MiniFlayer (màu tím) được gắn vào cổ của virus trợ giúp của nó, thể thực khuẩn Streptomyces MindFlayer (màu xám). (Nguồn: Tagide deCarvalho, CC BY-SA)
MiniFlayer là vi khuẩn phage vệ tinh đầu tiên được biết đã mất khả năng ngủ yên. Việc không thể ngụy trang chờ đợi để virus trợ giúp xâm nhập tế bào đặt ra một thách thức quan trọng đối với vi khuẩn phage vệ tinh. Nếu người ta cần một virus khác để sao chép, làm thế nào để đảm bảo rằng nó sẽ vào tế bào vào khoảng thời gian tương tự ?
MiniFlayer đã giải quyết thách thức này một cách tinh tế và sáng tạo như trong phim kinh dị. Thay vì ngụy trang chờ đợi, MiniFlayer đã chuyển sang chiến thuật tấn công. Lấy cảm hứng từ cả "Dracula" và "Alien," vi khuẩn phage vệ tinh này đã tiến hóa một bộ phận kết nối ngắn cho phép nó mắc vào cổ của virus trợ giúp giống như một con ma cà rồng , cùng nhau đi tìm một "vật chủ"mới. Chúng ta chưa biết MiniFlayer làm thế nào để kìm hãm virus trợ giúp của nó, hoặc liệu MindFlayer đã tiến hóa biện pháp phòng ngừa.
Nếu đại dịch gần đây đã dạy chúng ta điều gì, đó là nguồn cung của chúng ta về thuốc chống virus khá hạn chế. Nghiên cứu về tính phức tạp, xen kẽ và đôi khi là tấn công của virus và vệ tinh của chúng, như khả năng của MiniFlayer gắn vào cổ của virus trợ giúp, có tiềm năng mở ra những cánh cửa mới cho việc nghiên cứu liệu trình điều trị chống virus.
Vn-Z.vn team tổng hợp
