Bằng cách đẩy nước trong cơ thể ra ngoài, gấu nước bước vào trạng thái hoàn toàn khô. Khi đó, chúng có thể tồn tại trong nhiều thập kỷ mà không cần thức ăn và nước uống. Chúng đồng thời chịu được nhiệt độ, áp suất khắc nghiệt và thậm chí cả môi trường chân không.
Giờ đây, một nghiên cứu mới đã tiết lộ cách sinh vật này sống sót mà không cần nước. Các protein độc đáo biến phần bên trong tế bào của loài vật này thành gel. Từ đó, ngăn màng tế bào của sinh vật bị hư hại. Chiến lược này hoàn toàn khác ở các loại động vật khác có thể sống sót trong thời kỳ khô hạn.
“Trên thực tế, không có loại protein nào như vậy được báo cáo ở các sinh vật chịu ẩm khác”, Takekazu Kunieda - nhà sinh vật học tại Trường Đại học Tokyo (Nhật Bản) - người dẫn đầu nghiên cứu cho biết. Nghiên cứu được công bố ngày 6/9 trên tạp chí PLOS Biology.
Từ lâu, các nhà khoa học đã quan tâm đến việc làm thế nào loài gấu nước thực hiện được điều này. Nhiều loài động vật có thể tồn tại trong thời gian dài khô hạn. Ví dụ, loài động vật giáp xác được gọi là tôm ngâm nước mặn sử dụng đường trehalose để làm đông cứng tế bào của chúng ở trạng thái giống như thủy tinh. Nhờ đó, bảo vệ các hoạt động bên trong cơ thể cho đến khi động vật tiếp xúc với nước trở lại.
Tuy nhiên, gấu nước không có nhiều trehalose. Những gì chúng có là rất nhiều protein – thứ không tồn tại ở các loài động vật khác. Các protein này rất khó hiểu, bởi chúng có vẻ vô tổ chức và rối loạn. Nghiên cứu được thực hiện vào năm 2017 đã phát hiện, một số protein bị rối loạn này dường như thúc đẩy “trạng thái thủy tinh” ở loài gấu nước, tương tự cách hoạt động của trehalose.
Nghiên cứu mới tập trung vào một nhóm các protein đặc hiệu của gấu nước, được gọi là protein hòa tan nhiệt chất lỏng (CAHS) phong phú trong tế bào chất. Những protein này trôi nổi xung quanh tế bào chất, hoặc chất lỏng lấp đầy các tế bào. Nhà nghiên cứu Kunieda và đồng nghiệp đã xác định được hơn 300 CAHS ở gấu nước.
Để tìm hiểu cách protein CAHS bảo vệ gấu nước, nhóm nghiên cứu đã khử nước các tế bào này. Họ phát hiện, khi bị đe dọa bởi quá trình khô hạn, các protein này sẽ ngưng tụ lại, tạo thành một mạng lưới sợi.
Các sợi này bao bọc tế bào, biến đổi tế bào chất thành trạng thái giống như gel và ngăn tế bào hư hại. Sự ngưng tụ này xảy ra trong vài phút và đảo ngược nhanh chóng. Trong vòng sáu phút sau khi bù nước, một tế bào có thể hoạt động bình thường trở lại.