Khi phải sống trong một môi trường bất lợi và thiếu chất dinh dưỡng, vi khuẩn có thể duy trì sự tồn tại của chúng bằng cách biến thành một dạng sống "zombie". Hiện tượng này lần đầu tiên được các nhà khoa học quan sát thấy và báo cáo trên tạp chí Nature Communications.
Hóa ra, một số kiến thức của chúng ta về vi khuẩn trước đây cần phải được xem lại. Ví dụ như chúng không nhất thiết cần hình thành bào tử để tồn tại qua điều kiện khắc nghiệt.
Phát hiện mới có thể giúp chúng ta hiểu sâu hơn về đời sống của vi khuẩn, từ đó tìm ra cách chống lại các loại vi khuẩn kháng kháng sinh hiện nay.
Lần đầu tiên các nhà khoa học phát hiện những con vi khuẩn "zombie"
Chiến lược sinh tồn chưa từng thấy được các nhà khoa học đặt tên là oligotrophic (nghĩa là nghèo dinh dưỡng). Ở trạng thái oligotrophic đó, tất cả các quá trình bên trong vi khuẩn đều diễn ra chậm lại, xuống mức cực thấp. Điều này giữ cho vi khuẩn sống cho đến khi các điều kiện thuận lợi hơn của môi trường quay trở lại.
Phát hiện này được các nhà khoa học quan sát khi họ nghiên cứu Bacillus subtilis, một chủng vi khuẩn không gây bệnh. Họ chọn ra trong chủng vi khuẩn này những con Bacillus subtilis đặc biệt, những con không thể tạo thành một lớp vỏ bọc bảo vệ gọi là bào tử.
Thông thường, vi khuẩn bị đặt vào điều kiện khắc nghiệt thường hình thành một lớp "lá chắn" quanh người nó làm bào tử. Bên trong lớp bào tử này, vi khuẩn bị bất hoạt hoàn toàn.
Nhưng trong thí nghiệm mới nhất, các nhà nghiên cứu phát hiện khi những con Bacillus subtilis không thể hình thành bào tử, chúng cũng rút về một trạng thái gần như không hoạt động, nhưng nhìn lại thì cũng không hoàn toàn bất hoạt. Thực sự có một quá trình khác đã xảy ra.
"Chúng tôi thấy những tế bào bị bỏ đói này không bất hoạt mà vẫn đang phát triển và phân chia", nhóm nghiên cứu cho biết, mặc dù quá trình phát triển và phân chia diễn ra rất chậm.
Bào tử Bacillus hình thành khi vi khuẩn bị đặt vào môi trường khắc nghiệt
Sự khác biệt đó với trạng thái nội bào tử hoặc bất hoạt hoàn toàn có ý nghĩa rất quan trọng: vi khuẩn tiếp tục phân chia khi ở trạng thái oligotrophic, mặc dù chậm hơn hàng trăm lần so với thông thường, điều này không xảy ra với bào tử.
"Chúng tôi đã thấy sự khác biệt rõ ràng giữa trạng thái hoạt động, trạng thái bất hoạt và trạng thái này", nhà nghiên cứu Leendert Hamoen đến từ Đại học Amsterdam ở Hà Lan nói. "Thông thường, Bacillus có hình que, nhưng vi khuẩn bị bỏ đói co lại cho đến khi chúng gần như có hình cầu".
"Tất cả các quá trình bình thường hoạt động trong vi khuẩn đã bị biến đổi. Nhưng chúng không dừng lại hoàn toàn, như điều xảy ra khi vi khuẩn rút về bào tử ở trạng thái bất hoạt".
Một thực tế, hình hành bào tử khiến vi khuẩn mất rất nhiều năng lượng. Hậu quả là khi cần thức giấc, chúng gần như không thể phục hồi hoàn toàn. Nhưng trong trạng thái "zombie" mới được phát hiện, có vẻ như chúng sẽ phục hồi được hoàn hảo.
Đó có thể là lý do giải thích tại sao những con vi khuẩn sống sót thần kỳ qua một hoặc nhiều đợt kháng sinh chẳng hạn.
Các nhà khoa học hiện đang bị đặt vào một cuộc đua tìm kiếm giải pháp mới chống lại những con vi khuẩn kháng thuốc. Và nghiên cứu này có thể cung cấp một cái nhìn giúp chúng ta thực hiện điều đó.
Nhiệm vụ bây giờ của các nhà khoa học là phải xem tại sao và chính xác như thế nào những con vi khuẩn sử dụng trạng thái zombie đặc biệt này để tồn tại. Nhưng các nghiên cứu trong tương lai không sớm thì muộn sẽ có thể cung cấp cho chúng ta một số câu trả lời.
Những con vi khuẩn Bacillus hình que, nhưng khi biến thành "zombie" chúng rút lại gần với hình cầu
Thách thức tiếp theo là xem liệu oligotrophic có thể xảy ra ở các loại vi khuẩn khác hay không. Những vi sinh vật đơn bào này có thể chỉ được tạo thành từ một tế bào duy nhất, nhưng chúng vẫn tiếp tục gây ra nhiều ngạc nhiên cho các nhà khoa học, điển hình là thủ thuật biến hình "zombie" mà chúng đang sử dụng.
"Câu hỏi lớn bây giờ là: những vi khuẩn khác ngoài Bacillus có biết thủ thuật này không?", Hamoen nói. "Nếu vậy, điều này về cơ bản thay đổi quan điểm của chúng ta về vi khuẩn. Rõ ràng, chúng không phải lúc nào cũng hình thành bào tử để tồn tại".
Nếu các nhà khoa học phát hiện thêm nhiều loài vi khuẩn cũng có khả năng biến thành zombie, nó sẽ rọi một luồng ánh sáng hoàn toàn mới vào kiến thức của chúng ta, về các chiến thuật mà vi khuẩn có thể sử dụng để sống sót qua trận chiến khốc liệt của chúng với kháng sinh và con người.
Tham khảo Sciencealert