Hoạt chất mới từ vi khuẩn có thể bảo vệ thực vật

Các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Sản phẩm Thiên nhiên nhiên và Sinh học Nhiễm trùng Leibniz (Leibniz-HKI) đã khám phá ra vi khuẩn thuộc chi Pseudomonas có khả năng tạo ra một sản phẩm tự nhiên có tính kháng khuẩn mạnh. Họ đã chứng minh được chất này có hiệu quả chống lại cả bệnh nấm thực vật và nấm gây bệnh ở người. Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ và được nhấn mạnh trong một bài xã luận trên tạp chí Nature.

Nhóm sản phẩm Keanumycins thiên nhiên mới được phát hiện trong vi khuẩn chống lại hiệu quả dịch hại thực vật Botrytis cinerea - gây ra bệnh thối mốc xám và gây thất thu lớn hàng năm và còn có tác dụng ức chế các loại nấm gây nguy hiểm cho người như nấm Candida albicans.

Các nghiên cứu trước đây cho thấy nó vô hại đối với tế bào thực vật và con người. Do vậy Keanumycins có thể là một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường thay cho thuốc trừ sâu hóa học và cũng là một giải pháp thay thế trong cuộc chiến chống lại nấm kháng thuốc.

Sebastian Götze, nghiên cứu sinh bậc sau tiến sĩ tại Leibniz-HKI, tác giả đầu tiên của nghiên cứu giải thích, chúng ta đang gặp khủng hoảng về thuốc chống nhiễm trùng. Nhiều loại nấm gây bệnh cho con người hiện nay có khả năng kháng thuốc chống nấm - một phần vì chúng được sử dụng với số lượng lớn trong các lĩnh vực nông nghiệp. Thực tế việc các nhà nghiên cứu hiện đã tìm ra hoạt chất mới trong vi khuẩn thuộc giống Pseudomonas không phải là ngẫu nhiên.

Pierre Stallforth, trưởng khoa Công nghệ Cổ sinh học tại Leibniz-HKI, giáo sư Hóa học Hữu cơ Sinh học và Công nghệ Cổ sinh học tại Đại học Friedrich Schiller ở Jena và trưởng nhóm nghiên cứu cũng cho biết, họ đã nghiên cứu pseudomonads một thời gian và biết rằng nhiều loài vi khuẩn này rất độc đối với amip, loài ăn vi khuẩn. Có vẻ như có một số độc tố của vi khuẩn này chịu trách nhiệm về tác dụng gây chết người nhưng số đó mới chỉ có một loại được biết đến cho đến nay. Trong bộ gen của vi khuẩn, các nhà nghiên cứu hiện đã khám phá được các gen sinh tổng hợp cho các sản phẩm thiên nhiên mới được phát hiện đó là keanumycins A, B và C. Nhóm sản phẩm thiên nhiên này thuộc về các lipopeptide không thông qua ribosome có đặc tính giống như xà phòng.

Cùng với các đồng nghiệp tại Nhà máy thí điểm sinh học của Leibniz-HKI, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc phân lập một trong những keanumycin và tiến hành các thử nghiệm tiếp theo.

Götze giải thích: “Các lipopeptide có khả năng tiêu diệt nấm hiệu quả đến mức chúng tôi đặt tên chúng theo tên của diễn viên Keanu Reeves vì anh ấy cũng cực kỳ nguy hiểm trong các vai diễn của mình”.

Các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng keanumycin cũng có thể tiêu diệt nấm, vì chúng giống amip ở một số đặc điểm nhất định. Giả định này đã được xác nhận tại Trung tâm Nghiên cứu Cây trồng Làm vườn tại Đại học Khoa học Ứng dụng Erfurt. Ở đó, keanumycin đã được chứng minh là có hiệu quả chống bệnh thối xám trên lá tú cầu.

Thử nghiệm tiếp theo sẽ được thực hiện cùng với các đồng nghiệp ở Erfurt. Keanumycin có thể phân hủy sinh học, do đó không hình thành dư lượng vĩnh viễn trong đất. Điều này có nghĩa là sản phẩm thiên nhiên này có tiềm năng trở thành một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường thay cho thuốc trừ sâu hóa học.

Hiện nay các bệnh nấm như Botrytis cinerea, gây thối mốc xám, gây ra thiệt hại lớn về thu hoạch trong trồng trọt rau quả hàng năm. Hơn 200 loại trái cây và rau quả khác nhau bị ảnh hưởng, đặc biệt là dâu tây và nho chưa chín.

Nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm chất phân lập này chống lại nhiều loại nấm lây nhiễm cho người. Kết quả cho thấy rằng nó ức chế mạnh đối với nấm gây bệnh Candida albicans. Vì thế, thay vì sử dụng cho thực vật, Keanumycin cũng có thể được sử dụng ở người.

Theo các thử nghiệm được tiến hành cho đến nay, sản phẩm tự nhiên này không có độc tính cao đối với tế bào người và có hiệu quả chống lại nấm ở nồng độ rất thấp. Điều này làm cho nó trở thành một ứng cử viên sáng giá cho sự phát triển thuốc chống nấm mới. Đây cũng là những thứ rất cần thiết vì hiện có rất ít loại thuốc chống nhiễm nấm trên thị trường.

P.T.T (NASATI), theo https://phys.org/news/2023-02-keanu-reeves-molecule-ingredient-bacteria.html, 2/6/2023