Các nhà khoa học Séc là những người đầu tiên trên thế giới quan sát được sự phân chia tế bào lúa mạch sống

Các nhà di truyền thực vật học từ Viện Thực vật học Thực nghiệm (ÚEB) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Séc (AV ČR) có thể tự hào về một thành công đáng kể. Sau 4 năm nghiên cứu, họ cùng với nhóm nghiên cứu từ Đại học Palacký ở Olomouc đã phát triển một công cụ cho phép theo dõi trực tiếp quá trình nhân lên của tế bào ở lúa mạch. Hiện nay chỉ có thể nghiên cứu các mẫu mô không sống dưới kính hiển vi. Trong tương lai, điều này sẽ góp phần tạo ra các giống ngũ cốc có khả năng kháng bệnh cao hơn và mang lại lợi nhuận cao hơn.

Các nhà khoa học từ ÚEB là những người đầu tiên trên thế giới quan sát sự phân chia tế bào của lúa mạch dưới kính hiển vi trong thời gian thực, nhờ đó họ có thể tìm hiểu xem loại cây trồng này phản ứng như thế nào với kích thích căng thẳng khác nhau. Theo thông cáo báo chí hiện tại, cho đến nay, người ta chỉ có thể nghiên cứu các mẫu mô không sống dưới kính hiển vi.

Theo ông Aleš Pečinka, người đứng đầu nhóm nghiên cứu từ trung tâm nói trên, phát hiện này mang lại nhiều hiểu biết mới và có tầm quan trọng.

"Ví dụ, hiện nay chúng tôi có thể đo lường một số quá trình trong quá trình tái tạo tế bào. Chúng tôi nhận thấy rằng quá trình phân chia tế bào ở lúa mạch mất khoảng 80 phút. Từ trước đến nay không ai biết về điều đó. Chúng tôi cũng biết vị trí của một tế bào cụ thể, vị trí của nó so với các tế bào xung quanh và chúng tôi cũng có thể quan sát sự tương tác lẫn nhau của chúng.” - ông mô tả.

Tại sao lại chọn lúa mạch? 

Các chuyên gia đã chọn lúa mạch làm cây mẫu vì đây là loại cây trồng cổ điển của Séc; một lợi thế khác là nó có nhiễm sắc thể lớn. Để quan sát quá trình phân chia, các nhà nghiên cứu đã phải biến đổi thực vật để một số phần nhân tế bào của chúng phát sáng dưới kính hiển vi.

"Sử dụng các phương pháp kỹ thuật di truyền, chúng tôi đã gắn một loại protein phát sáng màu xanh lá cây, đỏ, xanh lam hoặc vàng vào các cấu trúc tế bào được chọn. Đây là cách chúng tôi đánh dấu nhiễm sắc thể, nhân và vi ống trong tế bào.” - Bà Kateřina Kaduchová từ Viện Thực vật học Thực nghiệm thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Cộng hòa Séc giải thích.

Theo các nhà khoa học, cuộc nghiên cứu kéo dài bốn năm và rất khắt khe. "Từ những cây lúa mạch hai ngày tuổi đã nảy mầm, chúng tôi tập trung vào rễ đang phát triển, trong đó quá trình phân chia tế bào diễn ra thường xuyên nhất. Sử dụng kính hiển vi và ghi lại toàn bộ quá trình phân chia là một thách thức lớn, vì rễ lúa mạch phát triển nhanh chóng và rất khó tập trung kính hiển vi vào các lớp tế bào sâu hơn.” - Bà Kaduchová nói thêm.

Phóng đại tế bào lên 630 lần

Các nhà khoa học Olomouc đã phát triển hệ thống riêng của họ để điều khiển sự phát triển của rễ dưới kính hiển vi. Trong quá trình nghiên cứu, họ đã sử dụng kính hiển vi có khả năng phóng to tế bào lên 630 lần.

Theo bà Kaduchová, phải mất rất nhiều thời gian để thiết lập toàn bộ thí nghiệm, vì quá trình phân chia tế bào diễn ra nhanh và không diễn ra cùng một lúc. “Chúng tôi đã cố gắng chụp ảnh một số giai đoạn phân chia tế bào và phải lặp lại các phép đo. Tôi đã dành hàng trăm giờ trước kính hiển vi.” - bà chia sẻ.

Theo ông Pečinka, nghiên cứu này đã vượt qua ranh giới kiến ​​thức và mở ra những khả năng nghiên cứu mới về lúa mạch. "Có thể biết được rằng, các nhiễm sắc thể ngắn lại trong giai đoạn giữa của quá trình phân chia tế bào. Bây giờ chúng tôi biết rằng, quá trình rút ngắn tiếp tục cho đến giai đoạn phân chia tế bào cuối cùng, khi nhiễm sắc thể được bao bọc bởi màng nhân và quá trình hình thành tế bào con được hoàn thành nhờ sự hình thành thành tế bào” - ông nói.

Các nhà nghiên cứu Séc đã tạo ra một nền tảng để nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện tăng trưởng khác nhau dẫn đến sự phân chia tế bào ở lúa mạch và hiện đã có sẵn cho cộng đồng khoa học toàn cầu.

"Trong tương lai, nhờ công cụ này, các nhà khoa học có thể đánh giá tác động của các điều kiện khác nhau ảnh hưởng đến sự phát triển của ngũ cốc, điều này rất quan trọng tại thời điểm chúng ta đang giải quyết tác động của biến đổi khí hậu đối với sự tăng trưởng và năng suất của cây trồng cũng như đảm bảo đủ lương thực cho dân số thế giới đang ngày càng tăng.” - người đứng đầu văn phòng ÚEB AV ČR ông Jan Bartoš lưu ý.

Các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu - ví dụ, họ dự định tìm hiểu cách thức hoạt động của màng nhân trong quá trình phân chia tế bào hoặc những yếu tố căng thẳng khác nhau và các chất lạ sẽ ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của tế bào như thế nào.

(Nguồn: Novinky)