Tháng 08, 2018
Chủ nhật
Thứ Ba, ngày 22/09/2015 19:01 PM (GMT+7)

Vắc xin cho ong giúp cứu mùa màng thế giới

Ong là loài vật có vai trò quan trọng nhất trong quá trình thụ phấn của những vụ mùa trên toàn thế giới. Nếu chúng thật sự biến mất, loài người cũng sẽ khó lòng tồn tại.

Liệu việc tiêm chủng cho những con ong non có thể giúp ngăn chặn sự giảm đi của số lượng loài ong trên toàn cầu? Tiến sĩ Dalial Freitak tại trường Đại học Helsinki và những đồng sự của cô đang phát triển một công trình nghiên cứu theo hướng suy nghĩ như trên. Họ đã tìm ra một loại protein tương tự như như lòng đỏ trứng (common yolk protein) có chức năng nuôi dưỡng những ấu trùng ong đang lớn, bên cạnh đó chất này cũng đồng thời làm kích hoạt hệ thống miễn dịch của những ấu trùng ong này.

Vắc xin cho ong giúp cứu mùa màng thế giới - 1

Một con ong với những cái chân dính đầy phấn đang đậu trên một bông hoa. Nếu sự suy giảm của loài vật đóng vai trò thiết yếu trong quá trình thụ phấn này không được ngăn chặn kịp thời, toàn bộ mùa màng của chúng ta sẽ thất thu. Nguồn: DINERO, TEXAS/GETTY IMAGES

Boris Baer, Giám đốc Trung tâm tổng hợp nghiên cứu về loài ong trực thuộc Đại học Tây Úc cho biết: “Việc tìm ra mối quan hệ giữa những phân tử protein này với những gì xảy ra trên các cánh đồng nuôi ong đã khiến cho chúng tôi cảm thấy thật sự rất bất ngờ”.

Các báo cáo đầu tiên về sự sụt giảm nhanh chóng số lượng loài ong đã có từ thời Đế chế La Mã. Nhưng hiện nay, mọi thứ thật sự đáng báo động, Baer nói. “Chúng tôi không thấy số lượng ong có dấu hiệu phục hồi”. Ví dụ điển hình như ở Hoa Kỳ, số lượng bầy ong nuôi đã giảm từ 6 triệu đàn vào năm 1947 xuống chỉ còn 2,5 triệu đàn như hiện nay. Một hiện tượng đang xảy ra trên toàn cầu với tên gọi “Nạn ong lìa tổ” (colony collapse disorder – CCD) làm sụt giảm nhanh chóng số lượng loài ong và đe dọa trực tiếp đến nguồn cung lương thực thực phẩm của con người vì mùa màng thất thu.

Các nhà khoa học đều có cùng quan điểm về “Nạn ong lìa tổ”. Nguyên nhân của hiện tượng này có thể đến từ một số lượng lớn hóa chất trừ sâu được phun xịt; một số mầm bệnh hoặc tình trạng hiếm dần đi của các loại hoa dại. Liên minh Châu Âu (EU) đã ban lệnh hạn chế việc sử dụng thuốc trừ sâu có chứa chất neonicotinoid (một dạng thuốc diệt côn trùng) vào năm 2013, đồng thời phát triển các phương pháp phát hiện sớm và chống lại loài ve Varroa bằng hóa chất. Ve kí sinh Varroa có khả năng sống bám trên cơ thể của những con ong và dần dần hút cạn chất  haemolymph – một dạng máu ở côn trùng. Tiến sĩ Freitak và các đồng sự đang cố gắng tìm kiếm và khai thác những phương thức khác nhau nhằm tăng cường hệ miễn dịch tự nhiên ở loài ong.

Ở lớp động vật có vú, hệ miễn dịch được phát triển dựa trên các kháng thể (antibody). Nhưng ở loài ong, chúng không thể tạo ra kháng thể theo cách tương tự. Tuy nhiên, giữa chúng với những động vật có vú vẫn có một điểm chung. Ở lớp thú, các bà mẹ truyền kháng thể của mình cho những đứa con thông qua chất dinh dưỡng truyền qua nhau thai và sữa mẹ. Tương tự ở loài ong, con ong chúa cũng phải truyền một loại chất miễn dịch vào trứng. Các nhà khoa học đã có những phát hiện từ giữa những năm 2000 rằng những con ong non đã có khả năng chống lại một số loại vi khuẩn như Ecoli và các loại nấm kí sinh kể từ thời điểm chúng mới nở.    

Nhưng lúc đó các nhà khoa học vẫn chưa biết được cách thức vì sao những ấu trùng ong này lại có thể sở hữu một hệ miễn dịch mạnh mẽ như vậy. Chỉ cho đến khi công trình của Fraitak mới có thể giải mã được vấn đề này. Trong trứng ong có chứa một lượng lớn protein gọi là vitellogenin (một tiền chất của protein trứng). Chất này giúp tạo ra một lượng lớn chất dinh dưỡng có mặt trong phần lòng đỏ của trứng cá và chim. Nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Freitak đã có những phát hiện rằng loại protein này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng hệ miễn dịch ở loài ong.

Nhằm kiểm tra về kết quả này, các nhà khoa học trong phòng thí nghiệm đã tách buồng trứng của 6 con ong chúa và đặt chúng trên đĩa chứa những các tế bào vi khuẩn đã được đánh dấu bằng phân tử huỳnh quang. Ban đầu các tế  bào vi khuẩn nằm yên ở bên ngoài buồng trứng. Nhưng khi các nhà khoa học cho thêm protein vitellogenin vào hỗn hợp thì các vi khuẩn này bị đẩy vào bên trong buồng trứng. Nguyên nhân chính xác vẫn chưa được nghiên cứu. Nhưng kết luận ở đây là, không có protein vitellogenin, sẽ không có bất kì quá trình trao đổi tế bào nào diễn ra.

Theo ý kiến của Freitak, chu trình tạo ra hệ miễn dịch tự nhiên ở loài ong bắt đầu với vai trò của những con ong thợ. Chúng mang về những mầm bệnh ở bên ngoài trong lúc thu thập phấn và mật hoa nhằm tạo ra sữa nuôi ong chúa. Những chất men sinh học (enzyme) có trong ruột của ong chúa sẽ phá hủy những mầm bệnh có trong sữa ong, biến chúng thành kháng thể và chuyển đến một bộ phận dự trữ năng lượng gọi là “thân mỡ” (fat body) nằm giữa bụng và đầu của ong chúa. Đây cũng chính là nơi protein vitellogenin được tạo ra. Khi protein vitellogenin được chuyển từ “thân mỡ” vào buồng trứng, chúng cũng đồng thời mang theo các kháng thể. Toàn bộ hỗn hợp này sẽ được tích tụ vào trong trứng ong chưa đẻ.

Sau khi ong chúa đẻ trứng, những ấu trùng trong trứng sẽ tiếp tục hấp thu hỗn hợp này. Các kháng thể có trong hỗn hợp sẽ giúp hệ thống miễn dịch của ấu trùng ong tạo ra các phân tử peptide kháng khuẩn giúp chống lại những loại mầm bệnh mà ong chúa đã hấp thụ trong giai đoạn đầu. Chính vì thế, khi những con ong non chui ra khỏi trứng, chúng đã hoàn toàn được bảo vệ kĩ lưỡng.

Kết quả của cuộc nghiên cứu cũng đã mở ra một lĩnh vực mới dù vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm, về một loại vắc xin chống lại bệnh thối ấu trùng ong châu Mỹ (American foulbrood), một loại vi khuẩn truyền nhiễm gây nguy hiểm nhất đối với ấu trùng ong. Chúng biến những con ấu trùng ong thành những vũng nhầy. Và khi những con ong thợ dọn dẹp những vũng nhầy ấy sẽ vô tình làm lây nhiễm vi khuẩn kí sinh ra toàn bộ tổ ong.

Căn bệnh truyền nhiễm này có thể tiêu diệt ong chúa và cả tổ ong trước khi ong chúa có thể hấp thụ vi khuẩn và tăng cường khả năng miễn dịch cho thế hệ ong tiếp theo. Loại vi khuẩn này còn tạo ra rất nhiều bào tử nên giải pháp duy nhất mà các nhà nuôi ong có thể làm là đốt toàn bộ tổ ong trước khi bệnh dịch lan rộng ra những bầy ong khác.

Tuy nhiên, với loại vắc xin có chứa những kháng thể của loại vi khuẩn gây bệnh thối ấu trùng ong châu Mỹ mà Tiến sĩ Fretek chế tạo có thể giúp ngăn chặn được bệnh dịch. Bằng cách trộn vắc xin vào thức ăn cho ong, các vi khuẩn của bệnh thối ấu trùng ong châu Mỹ đã bị làm cho suy yếu sẽ bị tiêu hóa vào trong bụng của ong chúa. Và cứ như vậy, nhờ protein vitellogenin, chúng trở thành các kháng thể tích tụ vào trứng ong và từ đó những con ong non mới nở sẽ có khả năng chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn.

Loại vắc xin này sẽ được cung cấp cho các nhà nuôi ong theo yêu cầu hoặc theo chế độ tương tự như tiêm chủng phòng cúm mỗi năm một lần.

Phan Thanh (Cosmosmagazine)

Tin đọc nhiều

Cách khôi phục lại các ứng dụng đã xóa trên Android Chỉ với vài thao tác đơn giản, bạn hoàn toàn có thể phục hồi...
Đoàn giám sát của Quốc hội làm việc với các đơn vị KH&CN tại TP.HCM Đoàn giám sát của Quốc hội đã ghi nhận những ý kiến đề xuất...
Quay màn hình trên Windows 10 mà không cần phần mềm Nếu đang sử dụng Windows 10, bạn có thể tận dụng nhanh thanh...
Bỏ du học Mỹ, chàng trai về nước lập trang web bán vé xe... đò Bỏ họ Thạc sĩ ở Mỹ, trở về Việt Nam khởi nghiệp với hệ thống...