Phát hiện mới khi phân tích bộ gen của hải sâm

Sơ lược về loài sinh vật này

Hải sâm (Sea cucumber) có tên gọi dân gian là đỉa biển hay còn gọi là con rum hoặc cái tên lạ lùng là đồn đột – tên gọi chung của một nhóm động vật thuộc lớp Holothuroidea (sở hữu thân hình dài và da có gai, có xương trong nằm ngay dưới da, hiện hữu ở khắp nơi trên thế giới).

Sở dĩ hải sâm có tên gọi như vậy là bởi vẻ ngoài xù xì, có màu đen trông như con đỉa kích thước lớn, bao quanh cơ thể là những mắt vòi giống bạch tuộc khiến nhiều người nhìn thôi cũng thấy rùng mình.

Vẻ ngoài xù xì của một loài hải sâm. Ảnh: Bloomberg

Hải sâm thường sinh sống ở dưới đáy biển sâu và đặc biệt xuất hiện nhiều ở khu vực biển Châu Á Thái Bình Dương, đôi khi còn bị vùi lấp dưới đại dương sâu với độ sâu hơn 8 - 9km. Là loài vật chuyên ăn xác chết của động vật dưới biển, là vệ sinh viên của biển. Thức ăn của chúng là loài phù du và các chất hữu cơ tìm thấy dưới biển. Nhờ các thành phần dinh dưỡng có trong cơ thể mà chúng được xem như một vị thuốc trị bệnh và được rất nhiều quốc gia ưa chuộng.

Nam Á - nơi khai thác loài sinh vật này là một ngành công nghiệp trị giá hàng triệu đô la. Những loài động vật biển này tạo ra một loại phân tử được gọi là saponin triterpenoid (là một nhóm saponin dễ gặp nhất trong tự nhiên, thuộc dạng axit hoặc trung tính) phổ biến trong thực vật, nhưng hiếm ở động vật. Các phân tử mà chúng tạo ra để bảo vệ bản thân thích nghi được những biến đổi của môi trường khắc nghiệt dưới đáy đại dương được các chuyên gia đánh giá cao, có giá trị về mặt y học.

Tiến trình nghiên cứu

Cho đến nay, câu hỏi về việc làm thế nào hải sâm phát triển khả năng bất thường của chúng về việc tạo ra các phân tử thực hiện cơ chế bảo vệ này vẫn chưa được giải thích. Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã hợp tác với nhau để điều tra bộ gen của hải sâm, họ tiến hành so sánh bộ gen của chúng với bộ gen của các loài da gai khác, chẳng hạn như sao biển và nhím biển.

Phân tích cho thấy rằng một loại enzyme được tìm thấy trên tất cả các chuỗi sự sống tạo ra sterol - chất cần thiết để xây dựng màng và hormone, đã bị thiếu trong hải sâm. Chức năng sản xuất sterol ở loài vật này đã bị chuyển hướng để tạo ra hai gen mới trong enzyme này. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật sinh học phân tử, các nhà nghiên cứu đã phân lập các gen, chuyển chúng vào nấm men và phân tích các chất chiết xuất.

Hải sâm trong một trại nuôi. Ảnh: prosintl

Điều này cho thấy rằng các gen này đã có và đang thực hiện các chức năng mới. Một trong số chúng tạo ra một loại saponin (là một hoạt chất thường gặp trong các loại thảo dược và thực vật, có công dụng tốt cho sức khỏe con người) thay thế mà hải sâm sử dụng để tự vệ và loại kia tạo ra các phân tử bảo vệ chúng khỏi tác động độc hại của các chất hóa học của chính nó. Những gen này cần thiết cho việc tổng hợp các hợp chất tự vệ, biểu hiện nhiều ở các lớp mô bên ngoài. 

Saponin là sản phẩm tự nhiên phổ biến với hơn 20.000 lượt báo cáo. Chúng có nhiều mục đích sử dụng, thông thường là nguồn liệu tạo ra xà phòng và gần đây là chất bổ trợ cho vắc xin, chất tạo bọt, điều trị kháng nấm và chất nhũ hóa. Nhiều loài động vật sử dụng chất độc làm chất bảo vệ hóa học (thường thu được từ thức ăn hoặc được tạo ra thông qua các mối quan hệ cộng sinh). Ngược lại, động vật da gai tự sinh tổng hợp chất độc của chúng.

Hải sâm được xem là món cao lương mỹ vị ở Malaysia, Trung Quốc, Nhật Bản, Indonesia do người ta tin tưởng vào tác dụng chữa bệnh của nó. Dù có diện mạo kém hấp dẫn nhưng chúng lại là một trong những đặc sản xa xỉ rất được săn đón vì cung cấp hàm lượng dinh dưỡng cao, nhiều protein, ít chất béo, ít cholesterol và có hương vị lạ miệng không thể lẫn với bất kỳ món ăn nào. Chúng được xem như một nguồn thực phẩm mang đến nhiều ích lợi cho sức khỏe và có tầm quan trọng ở các nước trong khu vực châu Á. Vì vậy, nếu có thể hiểu được cách loài hải sâm này vận hành để tạo ra các phân tử bảo vệ, chúng ta có thể tạo ra những hợp chất có giá trị cao với chi phí sản xuất rẻ hơn thông qua các loại thực vật hoặc nấm men mà không cần tác động đến hải sâm, tránh gây mất cân bằng và duy trì được hệ sinh thái môi trường biển.