Hiện nay, nấm đang nhận một sự phản ứng không mấy tốt đẹp trong văn hóa đại chúng do chương trình truyền hình zombie ăn khách của HBO "The Last of Us", theo đó, một đột biến nấm lây lan qua nguồn cung thực phẩm toàn cầu dẫn đến phá hủy nền văn minh nhân loại. Tuy nhiên, vai trò quan trọng của nấm trong việc duy trì sức khỏe của các hệ sinh thái trên hành tinh được biết đến rộng rãi, đặc biệt là khi ứng dụng chúng vào ngành công nghiệp thực phẩm. Nấm có thể bảo vệ và cũng có thể phá hại các loại ngũ cốc và cây trồng và từ lâu nền nông nghiệp đã cố gắng cải thiện các phương pháp tiêu diệt tác nhân gây bệnh của nấm để để giữ an toàn cho các cửa hàng thực phẩm.
Steve Shih và Chiara Leal Alves: "Chúng tôi có thể sử dụng công nghệ này để sàng lọc hàng ngàn chất đối kháng nấm, sau đó có thể sử dụng làm tác nhân kiểm soát sinh học để ngăn ngừa mầm bệnh ở thực vật". Nguồn: Đại học Concordia.
Đó là trọng tâm của một bài báo mới được xuất bản trên tạp chí Microsystems & Nanoengineering bởi các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Shih Microfluidics. Họ đã phát triển một phương pháp mới để chiết xuất các enzyme làm suy giảm thành tế bào của các vi sinh vật có hại như nấm gây bệnh, tuyến trùng hoặc các mầm bệnh khác có thể ảnh hưởng đến sức khỏe cây trồng. Trên thực tế, nó hoạt động như một loại thuốc diệt nấm sinh học và thuốc trừ sâu. Các nhà nghiên cứu cũng đã chế tạo một thiết bị làm cho kỹ thuật này có thể di động, giá cả phải chăng và dễ sử dụng.
Kenza Samlali, tác giả chính của bài báo cho biết: “Mặc dù những thập kỷ gần đây đã chứng kiến những cải tiến trong việc phát triển các dòng nuôi cấy tế bào vi khuẩn hoặc động vật có vú, nhưng các kỹ thuật được sử dụng rất khó áp dụng cho nấm do hình thái riêng biệt của chúng. Vì vậy, có rất nhiều mối quan tâm đến các hệ thống tự động và vi lưu có thể sàng lọc vi sinh vật".
Nghiên cứu sinh Chiara Leal Alves đồng tác giả của bài báo với Mara Jezernik, học viên cao học của Đại học Toronto và Steve Shih, phó giáo sư kỹ thuật điện và máy tính.
Thiết bị vi lưu do phòng thí nghiệm vi lưu Shih phát triển. Nguồn: Đại học Concordia.
Sinh vật khó giữ nhỏ
Các nhà khoa học đã nghiên cứu Clonostachys rosea, một loại nấm nổi tiếng là độc hại đối với các loại nấm, vi khuẩn và tuyến trùng khác, để tìm ra cách làm cho nó tạo ra nhiều enzym xúc tác bảo vệ cây trồng hơn. Họ đặc biệt tập trung vào cách bảo vệ cây trồng khỏi fusarium, một loại nấm có khả năng gây ung thư tấn công các loại ngũ cốc như lúa mì, lúa mạch đen và lúa mạch, cũng như các loại trái cây như chuối, bí và bí ngô.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng đặc tính của tất cả các loại nấm khiến chúng khó nghiên cứu. Nấm phát triển nhanh chóng, tạo ra các sợi nấm nhọn có thể gây khó khăn cho việc nghiên cứu chúng trong các loại giọt nanoliter được sử dụng trong vi lưu. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một chất nền mới để phát triển c. rosea trên trong một giọt.
Điều này cho phép họ phân tích một bào tử duy nhất dựa trên hàng nghìn loại enzym được nó thể hiện trong quá trình lên men ở trạng thái rắn. Họ cũng đã phát triển một thiết bị có thể nhẹ nhàng phân loại những loại nấm tạo ra các enzym hữu ích với số lượng lớn bằng cách sử dụng lực tĩnh điện rất thấp, giữ cho các giọt nguyên vẹn.
Sau đó, họ có thể xác định vài chục loại enzyme khác nhau mà họ cho là hữu ích nhất trong số hàng chục nghìn loại đã được biểu hiện. Họ đang tìm kiếm các chủng tạo ra enzym phân hủy thành tế bào của nấm gây bệnh - một chất cứu cánh hoàn toàn hữu cơ cho vô số loại cây trồng.
Shih nói: “Nghiên cứu các sinh vật dựa trên nấm rất khó. Phương pháp vi lưu mà Kenza và Chiara đã thiết kế thực sự là một bước đột phá trong lĩnh vực này, đặc biệt là để xác định chất kháng nấm”.
"Với cách nuôi cấy chúng ở dạng đơn bào, giờ đây chúng tôi có thể sử dụng công nghệ này để sàng lọc hàng ngàn chất đối kháng nấm, sau đó có thể được sử dụng làm tác nhân kiểm soát sinh học để ngăn ngừa mầm bệnh ở thực vật. Chúng tôi thấy công dụng này ngay lập tức trong lĩnh vực nông nghiệp, nhưng chúng tôi cũng thấy những ứng dụng trong tương lai trong việc kiểm tra các bệnh nấm liên quan đến sức khỏe con người".
Đỗ Thị Nhạn (Theo Phys.org)
Đăng nhập
