Deinococcus radiodurans

Trong thế giới vi sinh vật, Deinococcus radiodurans được mệnh danh là “siêu vi khuẩn” hay “Conan vi khuẩn” vì sức sống dẻo dai đến mức đáng kinh ngạc. Đây là một trong những sinh vật kháng phóng xạ mạnh nhất từng được biết đến, có khả năng sống sót trong những điều kiện mà hầu hết các sinh vật khác đều bị tiêu diệt hoàn toàn.

Deinococcus radiodurans là một loại vi khuẩn hình cầu, có màu hồng đỏ nhạt đặc trưng nhờ chứa sắc tố carotenoid, giúp bảo vệ cơ thể nó khỏi tác hại của các gốc tự do sinh ra do tia bức xạ. Vi khuẩn này được phát hiện một cách tình cờ vào năm 1956, khi các nhà khoa học cố gắng tiệt trùng thịt hộp bằng bức xạ gamma – một phương pháp tưởng chừng như tiêu diệt được mọi vi khuẩn. Tuy nhiên, họ phát hiện rằng trong một số mẫu thịt hộp vẫn còn vi khuẩn sống sót, và từ đó, Deinococcus radiodurans chính thức được ghi nhận là một loài mới đầy ấn tượng.

Khả năng chịu phóng xạ

Điểm đặc biệt nhất của D. radiodurans là khả năng sửa chữa DNA cực kỳ nhanh chóng và hiệu quả. Khi tiếp xúc với liều phóng xạ cực mạnh – đủ để làm gãy hàng trăm đoạn DNA của nó – vi khuẩn này vẫn không chết. Thay vào đó, nó bắt đầu “hàn gắn” lại các đoạn DNA bị đứt một cách chính xác và gần như hoàn hảo. Điều này giúp nó hồi phục hoàn toàn chỉ sau vài giờ. Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng ngoài việc sửa chữa DNA, D. radiodurans còn có khả năng bảo vệ protein và các bộ máy nội bào khỏi tổn thương bằng cách duy trì môi trường chống oxy hóa mạnh bên trong tế bào. Nhờ vậy, các enzym tham gia vào quá trình tái tạo DNA vẫn hoạt động tốt dù bị tấn công bởi phóng xạ hay điều kiện khắc nghiệt khác.

Khả năng chịu các điều kiện môi trường cực đoan

Không chỉ chịu được phóng xạ, vi khuẩn này còn sống sót trong nhiều môi trường cực đoan khác như lạnh giá, khô hạn, môi trường giàu muối, axit hoặc kiềm. Thậm chí, các thí nghiệm đã chứng minh D. radiodurans vẫn có thể tồn tại sau khi tiếp xúc với chân không và tia cực tím ngoài không gian trong thời gian dài. Chính điều này đã khiến giới khoa học đặt ra câu hỏi: liệu sự sống có thể tồn tại và phát triển ở các hành tinh khác như sao Hỏa hay không? Nếu có, thì D. radiodurans có thể là mô hình lý tưởng để nghiên cứu.

Áp dụng trong nghiên cứu khoa học và thực tiễn

Không dừng lại ở nghiên cứu cơ bản, Deinococcus radiodurans đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học – công nghệ. Một trong những ứng dụng quan trọng là xử lý chất thải phóng xạ. Các nhà khoa học đã biến đổi gen của vi khuẩn này để giúp nó phân hủy và hấp thụ các chất độc như thủy ngân, uranium, toluen,… trong môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng. Việc sử dụng D. radiodurans không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường. Ngoài ra, nhờ khả năng bảo vệ và phục hồi DNA, vi khuẩn này còn mở ra tiềm năng lớn trong y học – từ nghiên cứu cơ chế chống lão hóa, phòng chống ung thư, cho đến lưu trữ thông tin trong DNA như một dạng “ổ cứng sinh học”. Một thí nghiệm thú vị đã cho thấy các nhà khoa học có thể mã hóa một bài hát nổi tiếng vào DNA của D. radiodurans và lưu trữ qua nhiều thế hệ.