Phát hiện bằng chứng cho thấy virus "nói chuyện" với nhau, mở ra tương lai mới về thuốc y tế đặc trị

Một số phát hiện đột phá nhất của thế kỷ cũng được khám phá ra một cách... tình cờ và bất ngờ, và các nhà khoa học Israel đã vừa lặp lại trường hợp đó một lần nữa. Cụ thể, họ đã lần đầu tiên tìm ra dấu hiệu giao tiếp và "nói chuyện" giữa các cá thể virus với nhau.

Điều làm nên sự độc đáo và bất ngờ ở đây là nhóm nghiên cứu lẽ ra đang hướng đến việc tìm thấy nó ở các chủng virus khác. Nếu đây là thực tế được chứng minh kỹ lưỡng, thì nó sẽ có thể mở ra thêm một con đường khác giúp ngăn chặn các bệnh nguy hiểm như HIV hoặc herpes.

Công cuộc nghiên cứu mở đầu khi Rotem Sorek từ Viện Khoa học Weizmann cùng đồng nghiệp đang tiến hành xem xét các đặc điểm tương tác giữa vi khuẩn. Họ đang tập trung vào cơ chế virus tấn công một loại vi khuẩn có tên Bacillus subtilis và có phát hiện ra rằng ở một số trường hợp nhất định, các vi khuẩn này có "liên lạc" với nhau. Cơ chế này giúp những vi khuẩn trên kiểm soát được hành vi và động thái của chúng dựa trên số lượng các vi khuẩn khác xung quanh. Nó có vai trò khá quan trọng khi xét đến việc chúng có đưa ra quyết định cuối cùng về việc tấn công vật chủ để lây nhiễm bệnh hay không. Tuy nhiên, điều đáng chú ý ở đây là hiện tượng đó cũng xảy ra tương tự ngay cả ở virus.

Virus tấn công vi khuẩn theo 2 cách: Hầu hết mọi trường hợp chúng sẽ xâm nhập vào tế bào vi khuẩn và chiếm lấy tổ chức kiểm soát để liên tục nhân bản, sinh sôi cho tới khi tế bào đó nổ tung và chết; Đôi khi, chúng lại cấy các yếu tố di truyền của mình vào bên trong vi khuẩn, sau đó chờ đến khi thời cơ và hoàn cảnh thuận lợi thì sẽ "trỗi dậy" và mới sinh sôi.

Dựa vào cách và tần suất mà các virus tấn công vi khuẩn Bacillus subtilis, Sorek đã tin rằng giữa những vi khuẩn này có một cơ chế giao tiếp và cảnh báo nhau khi có nguy hiểm. Do đó, ông thử lấy một virus có tên phi3T và truyền vào một bình chứa đầy vi khuẩn Bacillus subtilis. Tất nhiên kết quả không nằm ngoài dự đoán, một lượng lớn vi khuẩn bị chết.

Để tìm ra các dấu hiệu trao đổi và liên lạc thông tin với nhau, Sorek lọc dung dịch đó ra để loại bỏ virus và vi khuẩn còn sót, chỉ chừa lại mỗi các tế bào protein. Sau đó, ông lấy phần hỗn hợp cuối đó đổ vào một bình chứa khác còn nguyên vẹn cũng gồm vi khuẩn Bacillus subtilis. Cuối cùng, thật bất ngờ, lần này khi ông cấy virus phi3T vào bình chứa thứ 2, virus lại không tấn công theo cách cũ, mà chúng sử dụng phương pháp cấy gene di truyền của mình vào vi khuẩn trong đó.

Điều này có nghĩa rằng, thay vì những vi khuẩn trên "nói chuyện" với nhau, chính những chất trong hỗn hợp protein kia đã tác động và khiến cho virus nhận ra, thay đổi cách tấn công của mình. Và Sorek lại phải tiếp tục chặng đường giải mã gian nan nữa.

Sau hơn 2 năm nghiên cứu, Sorek đã công bố trên thời báo Nature rằng đội ngũ của ông đã chứng minh được loại protein mà virus dùng để giao tiếp với nhau. Họ đặt tên cho protein đó là "arbitrium", ý nghĩa Latin là "quyết định".

Sorek tin rằng khi nồng độ arbitrium tăng cao, virus sẽ thay đổi chiến thuật tấn công của mình sang cách thức cấy yếu tố di truyền. "Điều này thực sự có lý," phát biểu bởi Peter Fineran từ Đại học Otago (New Zealand). "Nếu số lượng vật chủ là vi khuẩn đang giảm xuống do bị giết quá nhanh, virus sẽ cố gắng không hành động quá hấp tấp, mà sẽ nằm vùng, cấy gene vào trước, đợi khi nào vi khuẩn sinh ra thêm nhiều nữa mới tiếp tục vùng lên tấn công."

Đặc biệt hơn, Sorek còn tìm ra nhiều dấu hiệu nữa cho thấy rất nhiều loại protein khác cũng gần giống với arbitrium. Khi virus phi3T cấy gene vào vi khuẩn Bacillus subtilis, chúng cũng đồng thời sao chép mã DNA cần thiết để sản sinh ra arbitrium. Sau đó, khi Sorek nghiên cứu các bộ gene của cá thể vi khuẩn Bacillus subtilis khác, ông phát hiện ra hơn 100 đoạn DNA riêng biệt có cấu trúc giống với DNA của arbitrium. Do đó, bằng chứng này càng ủng hộ hơn kết luận về việc các virus khác cũng dùng cơ chế tương tự để báo hiệu cho nhau.

Dù cho virus là thực thể sống nguyên sơ nhất, nhưng chúng cũng đã và đang làm hại đến hàng triệu người trên thế giới mỗi năm. Phát hiện trên đã góp phần mở ra nhiều tiềm năng mới trong công cuộc chế tạo thuốc đặc trị để giúp con người chống chọi với các căn bệnh nguy hiểm.

Tham khảo: Quartz