Trong bối cảnh toàn cầu hóa và nhu cầu bảo tồn đa dạng sinh học ngày càng cấp thiết, việc nghiên cứu các thành phần hóa học của sinh vật biển đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu và bảo vệ hệ sinh thái biển. Tại Việt Nam, các nhà khoa học thuộc Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, dưới sự dẫn dắt của GS.TS Phạm Quốc Long, đã đạt được một thành tựu đáng kể: xây dựng bộ cơ sở dữ liệu lipid sinh vật biển đầu tiên của Việt Nam. Thành quả này không chỉ đánh dấu bước tiến trong nghiên cứu khoa học mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

GS.TS Phạm Quốc Long (đứng giữa) và nhóm nghiên cứu tại Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Ảnh: VAST

Hình ảnh phổ phân tích lipid của một mẫu Cầu gai vàng thu thập được tại độ sâu 20-30 mét ở vùng biển Nha Trang. Từ dải phổ này, các nhà khoa học đã đọc ra được 7 lớp chất lipid và hơn 200 dạng phân tử phospholipid khác nhau. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.

Ý nghĩa của nghiên cứu lipid sinh vật biển

Lipid, hay còn gọi là lipidome, là tập hợp các phân tử chất béo trong sinh vật, đóng vai trò quan trọng trong việc phản ánh sự đa dạng sinh học của một hệ sinh thái biển. Phân tích lipid giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các quá trình sinh học, như con đường sinh tổng hợp lipid, chu kỳ sinh sản, chuỗi thức ăn, cũng như mối quan hệ giữa vật chủ và vi sinh vật cộng sinh. Ngoài ra, dữ liệu lipid còn cho phép đánh giá tác động của các yếu tố sinh học và phi sinh học lên hệ sinh thái, từ đó cung cấp cơ sở khoa học để bảo vệ và quản lý tài nguyên biển.

Theo GS.TS Phạm Quốc Long, nghiên cứu lipid sinh vật biển không chỉ góp phần khám phá các hoạt chất mới mà còn hỗ trợ giải quyết các vấn đề liên quan đến môi trường và sinh thái. Ví dụ, việc xác định sự biến đổi thành phần và hàm lượng lipid theo điều kiện môi trường có thể giúp dự đoán những thay đổi trong hệ sinh thái biển trước các tác động như biến đổi khí hậu hoặc ô nhiễm.

Quá trình nghiên cứu và thu thập mẫu

Từ năm 2000, GS.TS Phạm Quốc Long và nhóm nghiên cứu tại Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã thực hiện một chuỗi các đề tài nghiên cứu về lipid sinh vật biển. Nhóm đã thu thập và phân tích hơn 500 mẫu sinh vật từ ba vùng biển chính của Việt Nam: Đông Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ đến Trung Trung Bộ, và Nam Trung Bộ. Các mẫu này được lấy từ độ sâu 20-30 mét, đòi hỏi sự hỗ trợ của các thợ lặn chuyên nghiệp hoặc các thiết bị lặn hiện đại như chuông lặn, tàu lặn, hoặc robot lặn.

Việc thu thập mẫu sinh vật biển, đặc biệt ở vùng biển xa bờ, là một thách thức lớn do yêu cầu về cơ sở hạ tầng và công nghệ. Trước đây, các nhà khoa học Việt Nam chủ yếu tập trung vào các mẫu sinh vật biển ven bờ. Tuy nhiên, nhờ chương trình hợp tác với tàu Viện sĩ Oparin thuộc Phân viện Viễn Đông, Viện Hàn lâm Khoa học Nga, nhóm nghiên cứu đã mở rộng phạm vi thu thập mẫu ra các vùng biển xa bờ. Trong 8 chuyến thăm Việt Nam của tàu Viện sĩ Oparin, gần nhất vào năm 2023, hàng ngàn mẫu sinh vật biển đã được thu thập, đóng góp quan trọng vào cơ sở dữ liệu lipid.

Công nghệ và thành tựu nổi bật

Sử dụng các công cụ phân tích hiện đại như LCMS-IT-TOF, cùng với sự hỗ trợ từ các nhà khoa học Nga, nhóm nghiên cứu đã khảo sát toàn diện thành phần và hàm lượng của lipid tổng, các lớp chất lipid, phospholipid, và axit béo trong hàng trăm mẫu sinh vật biển. Một số phát hiện đáng chú ý bao gồm các cấu trúc phân tử phospholipid lần đầu tiên được ghi nhận trên thế giới. Chẳng hạn, phân tích phổ lipid của mẫu cầu gai vàng tại vùng biển Nha Trang đã xác định được 7 lớp chất lipid và hơn 200 dạng phân tử phospholipid khác nhau.

Những kết quả này không chỉ làm phong phú thêm cơ sở dữ liệu khoa học mà còn khẳng định năng lực nghiên cứu của Việt Nam trong lĩnh vực hóa học các hợp chất thiên nhiên. Hợp tác quốc tế với Viện Hàn lâm Khoa học Nga đã mang lại cơ hội tiếp cận các công nghệ tiên tiến, giúp nâng cao chất lượng và độ chính xác của các phân tích.

Kế hoạch phát triển trong tương lai

Nhóm nghiên cứu của GS.TS Phạm Quốc Long đang lên kế hoạch mở rộng khảo sát đến vùng biển Nam Bộ, từ Vũng Tàu đến Cà Mau, nhằm hoàn thiện bộ cơ sở dữ liệu lipid sinh vật biển Việt Nam. Dự kiến, giai đoạn cuối của dự án sẽ được hoàn thành vào năm 2026. Kết quả này không chỉ góp phần hoàn thiện bức tranh về đa dạng sinh học biển Việt Nam mà còn tạo tiền đề cho các nghiên cứu ứng dụng trong tương lai, như phát triển dược phẩm, bảo vệ môi trường, và quản lý tài nguyên biển bền vững.

Việc xây dựng bộ cơ sở dữ liệu lipid sinh vật biển đầu tiên của Việt Nam là một bước tiến quan trọng trong nghiên cứu khoa học biển. Thành tựu này, với sự dẫn dắt của GS.TS Phạm Quốc Long và sự hợp tác quốc tế, không chỉ khẳng định năng lực nghiên cứu của các nhà khoa học Việt Nam mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng to lớn trong nhiều lĩnh vực. Với kế hoạch mở rộng khảo sát đến năm 2026, bộ cơ sở dữ liệu này hứa hẹn sẽ trở thành nguồn tài nguyên quý giá, góp phần bảo vệ và phát triển bền vững hệ sinh thái biển Việt Nam trong tương lai.

P.T (tổng hợp)