Nhóm nhà khoa học làm sáng tỏ cách động vật chạy trốn khỏi các loại vi rút gây tử vong

Những nhà khoa học Trung Quốc phát hiện ra rằng các sinh vật khỏe mạnh có thể di chuyển nhanh hơn cá thể bị nhiễm bệnh, cuối cùng bỏ lại chúng trong quá trình được gọi là ‘loại bỏ qua di cư’.

Có hai quan điểm trái ngược nhau về tác động từ quá trình di cư với sự lây lan vi rút. Dù người ta thường tin rằng quá trình di cư của vật chủ làm tăng tốc độ lây lan các bệnh truyền nhiễm, nhưng một số nghiên cứu sinh thái gần đây lại cho thấy điều ngược lại. Đó là di cư thực sự có thể ức chế sự lây lan vi rút trong một số trường hợp.

Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu ở miền nam Trung Quốc cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về sự mâu thuẫn này.

Nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ tiên tiến Thâm Quyến ( SIAT), đơn vị trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, phát hiện rằng khi một loài vật chủ di chuyển không có mục đích, tốc độ càng nhanh thì vi rút càng lây lan rộng.

Ngược lại, nếu sự di chuyển của quần thể động vật có định hướng và đủ nhanh thì vi rút sẽ bị “loại bỏ”.

Nghiên cứu của nhà khoa học Fu Xiongfei thuộc Phòng thí nghiệm trọng điểm về Sinh học tổng hợp định lượng của SIAT và các đồng nghiệp đã được công bố trên tạp chí quốc tế Proceedings of the National Academy of Sciences.

Vi rút, vốn là vi sinh vật không thể tự di chuyển, hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng lây nhiễm vật chủ như con người, động vật, thực vật và các sinh vật sống khác để nhân lên và lây lan trên khoảng cách xa. Do đó, người ta thường cho rằng quần thể vật chủ di chuyển càng nhanh thì vi rút càng dễ lây lan.

Tuy nhiên, các nghiên cứu sinh thái gần đây cho thấy việc động vật di cư có thể làm giảm sự lưu hành vi rút bằng cách loại bỏ những cá thể bị nhiễm bệnh khỏi nhóm di cư.

Một hiện tượng tương tự đã được quan sát thấy ở bướm chúa, vì những con bướm di cư xa có nguy cơ mắc các bệnh ký sinh trùng thấp hơn đáng kể so với các con ở lại.

Những con bướm chúa di cư xa có nguy cơ mắc các bệnh ký sinh trùng thấp hơn đáng kể so với các con ở lại – Ảnh: SCMP

Dựa trên hiện tượng này, các nhà sinh thái học đã đề xuất giả thuyết “loại bỏ qua di cư”. Họ cho rằng sự di cư giúp loại bỏ những cá thể bị nhiễm vi rút, từ đó duy trì sức khỏe của quần thể.

Để giải quyết nghịch lý này và nghiên cứu cách thức vận động của vật chủ thực sự ảnh hưởng đến sự lây lan vi rút, nhóm nghiên cứu ở Thâm Quyến đã xây dựng một hệ thống vật chủ vi rút trong phòng thí nghiệm.

Áp dụng phương pháp tiếp cận sinh học tổng hợp, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vi khuẩn E. coli và vi rút phage M13 để tái tạo tương tác vật chủ vi rút.

Nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng, vì vi rút không thể tự di chuyển nên phage M13 tụt hậu so với vi khuẩn E. coli. Điều này nghĩa là những vi khuẩn E. coli khỏe mạnh có thể di chuyển nhanh hơn để không bị nhiễm vi rút phage M13, trong khi các cá thể bị nhiễm bệnh vẫn ở lại phía sau.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng khi “đội tiên phong” gồm những vi khuẩn khỏe mạnh di chuyển nhanh hơn, những cá thể bị nhiễm bệnh dần dần bị loại khỏi quần thể, giúp xác nhận giả thuyết “loại bỏ qua di cư”.

Họ lưu ý rằng nghiên cứu này không chỉ cung cấp mô hình thực nghiệm mới và cơ sở lý thuyết để khám phá câu hỏi rộng hơn về sự lây truyền vi rút trong tự nhiên mà còn làm sáng tỏ việc hiểu biết về phòng ngừa và kiểm soát bệnh truyền nhiễm.