Trong thế giới động vật có rất nhiều loài sở hữu “siêu năng lực”, nhưng thú vị và đáng kinh ngạc nhất có lẽ phải kể đến khả năng tàng hình của loài mực. Mới đây, các nhà khoa học tại trường Đại học California, tại Irvine, California, Mỹ đã lần đầu tiên mô phỏng “siêu năng lực” của loài sinh vật biển này trong tế bào người bằng cách làm cho chúng trở nên trong suốt và có thể điều hướng được.

Ngụy trang chủ động là một trong những cơ chế phòng thủ và là chiến lược sinh tồn của nhiều loài động vật chân đầu (động vật thân mềm) bao gồm bạch tuộc, mực ống và mực nang. Khả năng ngụy trang tài tình của những loài sinh vật biển này có được là nhờ sự khả năng hấp thu và tán xạ ánh sáng của hàng ngàn tế bào sắc tố dưới bề mặt da, cho phép chúng thay đổi màu sắc hoặc chuyển sang trong suốt một cách hiệu quả. Các nhà khoa học đã lấy cảm hứng từ khả năng đặc biệt của loài này để phát triển các vật liệu ngụy trang mới và hy vọng có thể mô phỏng trên tế bào của con người.

Nhóm nghiên cứu tập trung nghiên cứu mực cái Doryteuthis opalescens với khả năng thay đổi màu sắc của các tế bào tạo thành dải vân óng ánh dưới vây dọc theo cơ thể của nó từ màu trắng sang trong suốt. Dải vân óng ánh này được tạo thành từ các tế bào phản chiếu hay tế bào cảm ứng màu sắc gọi là leucophores chỉ tạo ra màu trắng, bản thân tế bào chứa các hạt leucosome được tạo thành từ các protein có thể thay đổi màu sắc theo ánh sáng được gọi là Reflectins. Chính cấu trúc đặc biệt này cho phép cơ thể mực khả năng tán xạ ánh sáng, tạo ra sự ngụy trang óng ánh.

Nhóm nghiên cứu UC Irvine đã cố gắng đưa khả năng ngụy trang tuyệt vời của loài mực vào áp dụng đối với tế bào người. Để làm được điều này, họ đã bắt đầu tiến hành biến đổi các tế bào thận phôi người để biểu hiện reflectin và chắc chắn nó hoạt động hiệu quả. Trong quá trình kiểm tra kỹ hơn, nhóm quan sát thấy các protein này tập hợp thành các hạt bên trong tế bào, làm thay đổi cách thức chúng khuếch tán ánh sáng qua màng tế bào.

Alon Gorodetsky, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Các tế bào không chỉ biểu hiện reflectin mà các protein này còn được hình thành trong cấu trúc nano hình cầu và phân bố khắp các tế bào. Thông qua quan sát bằng kính hiển vi pha định lượng, chúng tôi có thể xác định rằng cấu trúc của protein có các đặc điểm quang học khác biệt so với tế bào chất bên trong các tế bào; nói cách khác, xét về phương diện quang học, hoạt động của các protein trong tế bào đã được biến đổi cũng gần tương tự với protein trong các tế bào cảm ứng màu sắc ở loài động vật thân mềm dạng chân đầu trong tự nhiên”.

Trong một thử nghiệm khác, các nhà khoa học đã nghiên cứu cách thức kiểm soát khả năng này. Các tế bào được đặt giữa hai tấm kính phủ và được tiếp xúc với muối natri clorua ở các mức hàm lượng khác nhau. Kết quả, những tế bào tiếp xúc nhiều với muối ăn natri clorua tán xạ ánh sáng nhiều hơn và có khả năng khiến cho vật thể hiện lên nổi bật hơn trong môi trường xung quanh.

Các tế bào thiếu protein refectin không có khả năng điều chỉnh cách thức tán xạ ánh sáng. Tuy vật, để khẳng định và làm rõ điều này thì cần phải thực hiện nhiều nghiên cứu sâu rộng hơn nữa.

“Mục tiêu của nghiên cứu mới là biến đổi và phát triển tế bào người với các đặc tính quang học phản ứng kích thích được lấy cảm hứng từ các tế bào cảm ứng màu sắc ở loài sinh vật thân mềm và nó cho thấy các protein thú vị này vẫn có khả năng duy trì các đặc tính của chúng trong môi trường tế bào ở vật lạ”, ông Gorodetsky chia sẻ.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.

P.K.L (NASATI), theo https://newatlas.com/science/engineered-human-cells-transparent-squid-proteins/, 6/2020