Nguồn: Unsplash/CC0 Public Domain.
Đất là người hùng thầm lặng trong cuộc sống của chúng ta. Nó cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng để sản xuất lương thực cho chúng ta, cung cấp hệ thống thoát nước mưa với các tầng ngậm nước, cung cấp môi trường sống cho các loài vi sinh vật trong đất. Ở cấp độ vi mô, đất mang đến cuộc sống thịnh vượng cho các vi sinh vật sống trong đất, chẳng hạn như: nấm và vi khuẩn hợp tác với thực vật. Mặc dù là một phần quan trọng trong cuộc sống của chúng ta, còn có những điều chúng ta chưa biết rõ về những gì ở bên dưới bề mặt trái đất.
Trong một nghiên cứu gần đây của phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL), các nhà khoa học đã sử dụng tin sinh học và kỹ thuật giải trình tự để xác định các loài virus sống trong đất và hiểu rõ hơn vai trò của chúng đối với Trái đất. Hầu hết, các loài virus này đều nhiễm vào vi khuẩn, vì thế chúng góp phần duy trì quần thể vi sinh vật.
“Virus có rất nhiều trong tự nhiên. Bởi vì có nhiều virus trong một mẫu đất nên việc xác định các loài virus là một thách thức”, Janet Jansson thành viên của PNNL cho biết.
Jansson đã làm việc với Ruonan Wu - nhà khoa học tính toán và Kirsten Hofmockel - nhà khoa học về Trái đất và là trưởng nhóm Khoa học Vi sinh ở bộ môn Khoa học Sinh học thuộc PNNL để giải quyết thách thức này.
Cùng với các cộng sự tại Đại học bang Washington, Đại học Khoa học và Y tế Oregon, Đại học bang Iowa và Phòng thí nghiệm Khoa học Phân tử Môi trường (EMSL), các nhà khoa học ở PNNL đã thu thập các mẫu đất từ những cánh đồng cỏ ở Washington, Iowa, Kansas và tiến hành tìm hiểu sâu về thành phần của đất. Họ đã tận dụng khả năng giải trình tự DNA của Viện Genome chung, khả năng tính toán của Trung tâm Máy tính Khoa học Nghiên cứu Năng lượng Quốc gia và chuyên môn đa lĩnh vực của EMSL để nghiên cứu các loài virus chưa từng được biết đến trước nay. Những kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí mBio and Communications Biology.
Các loài virus khác nhau cho các vùng khí hậu khác nhau
Các nhà khoa học đã chọn Washington, Iowa và Kansas để thu thập mẫu đất vì mỗi vùng có lượng mưa khác nhau. Miền Đông Washington thì khô hơn Iowa, trong khi Kansas lại giao thoa giữa 2 vùng về độ ẩm của đất.
“Chúng tôi chọn lấy mẫu ở những nơi đất có độ ẩm khác nhau để xem sự khác biệt về độ ẩm có tạo nên sự khác biệt về chủng loại và số lượng virus hay không”, Wu nói. “Đất ẩm ướt hơn thì chứa nhiều vi khuẩn hơn và nhiều virus nhiễm vào vi khuẩn”.
Các nhà khoa học nhận thấy một số loài virus có nhiều ở đất khô hơn là đất ướt. Wu nhận thấy: “Ở các vùng khí hậu khô hạn hơn, các loài vi khuẩn có xu hướng ít về số lượng nhưng lại đa dạng chủng loài hơn. Sự khan hiếm các vật chủ vi khuẩn có nghĩa là virus tốt nhất là virus giữ cho vật chủ sống sót”.
Các nhà khoa học cũng phát hiện ở những vùng đất khô hơn, các loài virus có chứa những gen đặc biệt và có thể truyền qua vật chủ vi khuẩn.
Jansson cho biết: “Những gen này có thể tạo ra siêu năng lực cho vật chủ là vi khuẩn. Những gen này có thể truyền cho vật chủ vi khuẩn và giúp chúng tồn tại ở những vùng đất khô”.
Mặc dù cần có nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn vai trò của các gen đặc biệt này nhưng khả năng chúng có thể hữu ích đối với vi khuẩn sống trong đất là rất thú vị. Những gen này cũng rất có lợi cho vi khuẩn vì tăng khả năng tái chế carbon, vì thế tăng sức khỏe cho đất.
Nguyễn Thị Kim Thoa theo Phys.org
