Các nhà khoa học đã tạo ra vi khuẩn nhân tạo mới bằng cách kết hợp hai sinh vật rất khác nhau thành một thực thể hoạt động. Sự lai tạo giữa một loại nấm men và vi khuẩn đã bổ sung thêm bằng chứng cho giả thuyết lâu đời về việc sự sống tiến hóa đã phát triển như thế nào.

Bên trong tế bào của các dạng sống phức tạp là những cơ quan nhỏ, riêng biệt được gọi là bào quan, một số trong chúng có bộ gen riêng biệt với bộ gen của sinh vật lớn hơn. Bao gồm ti thể ở động vật và lục lạp ở thực vật, cả hai đều tạo ra năng lượng cho sinh vật. Một giả thuyết hàng đầu cho rằng những bào quan này ban đầu là những vi sinh vật riêng biệt bị các tế bào khác nhấn chìm, và cả hai sẽ có mối quan hệ cộng sinh mở đường cho sự sống phức tạp phát triển.

Một nghiên cứu mới đã tái tạo lại quá trình này, được gọi là quá trình nội cộng sinh (endosymbiosis). Các nhà nghiên cứu từ Đại học Illinois Urbana-Champaign-Hoa Kỳ đã thiết kế và tạo ra các giống lai nhân tạo của hai vi khuẩn - một loại nấm men nảy mầm và vi khuẩn lam quang hợp. Endosymbiosis là một quá trình giả thuyết giải thích nguồn gốc của tế bào nhân chuẩn từ tế bào nhân sơ. Đó là một trong những sự kiện quan trọng nhất liên quan đến quá trình tiến hóa. 

Giống lai Chimera có thể quang hợp giống như vi khuẩn để tạo ra năng lượng, và sinh sản thông qua sự nảy chồi giống như nấm men. Các sinh vật này có thể nhân giống ít nhất từ 15 đến 20 thế hệ, và nhóm nghiên cứu nói rằng thành tựu đó tạo ra sức nặng cho giả thuyết rằng sự sống phức tạp bắt đầu thông qua quá trình nội cộng sinh. Chimera được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1962, là cá thể có nhiều hơn một hệ gen (Genome) trong cùng một cơ thể người. 

Trưởng nhóm nghiên cứu Angad Mehta cho biết: “Về cơ bản, chúng tôi đã chuyển đổi một sinh vật không quang hợp thành một dạng sống quang hợp. Tôi tin rằng khả năng mới của chúng tôi trong việc xây dựng chimera nội cộng sinh tổng hợp, có kiểm soát, có thể thao tác về mặt di truyền và chuyển hóa, nghiên cứu phân tích và chụp ảnh cũng như được mô hình hóa và dự đoán bằng máy tính sẽ phá vỡ sự bế tắc trong hiểu biết của chúng ta về sự biến đổi tiến hóa đáng chú ý này”.

Đây không phải là loài lai được thiết kế đầu tiên chứng minh khả năng nội cộng sinh trong hoạt động. Một nghiên cứu trước đây vào năm 2018 đã kết hợp nấm men và vi khuẩn E. coli theo cách tương tự, điều chỉnh mỗi loại để vi khuẩn phải cung cấp vitamin từ nấm men và nấm men phải cung cấp năng lượng từ vi khuẩn.

Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Đ.T.V (NASATI), theo https://newatlas.com/biology/synthetic-hybrids-yeast-bacteria-evolution-symbiosis/, 2/5/2022