Phát hiện protein lớn nhất trong tự nhiên

Được mệnh danh là "Núi Everest" của protein, PKZILLA-1 được tìm thấy trong tế bào tảo biển, giúp tạo ra độc tố khiến cá chết hàng loạt.

Một tế bào tảo vàng ( Prymnesium parvum ). Ảnh: Greg Southard/Sở Công viên và Động vật hoang dã Texas

Các nhà khoa học Mỹ phát hiện protein lớn nhất từng ghi nhận trong lĩnh vực sinh học, Science Alert hôm 9/8 đưa tin. Mang tên PKZILLA-1, loại protein này nằm trong tảo vàng (Prymnesium parvum), sinh ra chất độc và đóng vai trò lớn gây chết cá khi tảo nở hoa. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Science.

Được mệnh danh là "Núi Everest" của protein, PKZILLA-1 cấu tạo từ 45.212 axit amin, hơn khoảng 30.000 axit amin so với protein giữ kỷ lục trước đó, titin, có trong cơ bắp của người. Trong khi đó, protein kích thước trung bình hemoglobin chỉ gồm 574 axit amin. "Điều này đã mở rộng nhận thức của chúng ta về những gì sinh học có thể làm được", nhà hóa học biển Bradley Moore từ Viện Hải dương học Scripps ở California, cho biết.

Tảo vàng có thể gây tổn thương chí mạng cho mang cá và các nhà khoa học đang cố gắng nghiên cứu cách sinh vật đơn bào tí hon này tạo ra những phân tử lớn phức tạp. Trong nghiên cứu mới, Moore cùng đồng nghiệp sử dụng những kỹ thuật phân tích gene tiên tiến để tìm hiểu cách tảo vàng tạo ra chất độc prymnesium.

Trong quá trình tìm hiểu, họ phát hiện hai gene lớn bất thường tạo ra PKZILLA-1 và PKZILLA-2 nhỏ hơn, sau đó phát hiện chính các protein này. Chúng chính là những enzyme giúp kích hoạt việc sản xuất độc tố prymnesin thông qua một quá trình phản ứng hóa học dài. "Chúng tôi đã xác định được các gene và phát hiện rằng để tạo ra những phân tử độc khổng lồ, loài tảo này sử dụng các gene khổng lồ", Vikram Shende, chuyên gia tại Viện Hải dương học Scripps, cho biết.

Phát hiện mới hữu ích cho việc ngăn chặn những hiện tượng nở hoa có hại của tảo, bao gồm tảo vàng. Những loài tảo này hiện diện trên khắp thế giới và có thể ảnh hưởng đáng kể đến các hệ sinh thái dưới nước. Tảo là một phần quan trọng trong thế giới sinh vật biển, nhưng khi chúng hiện diện quá nhiều - thường do nước ấm lên hoặc ô nhiễm từ hoạt động của con người - hậu quả có thể rất nghiêm trọng, vì chất độc được thêm vào còn oxy bị hút ra khỏi nước.

Nhóm chuyên gia cho rằng phương pháp gene dùng trong nghiên cứu mới cũng có thể giúp xác định các chất độc từ loại tảo khác. Thêm vào đó, những cách tổng hợp chất mới được phát hiện có thể giúp phát triển thuốc và vật liệu mới. "Hiểu được cách thiên nhiên phát triển các phương pháp hóa học cho phép chúng ta áp dụng kiến thức này vào việc tạo ra những sản phẩm hữu ích, dù là thuốc chống ung thư mới hay một loại vải mới", Moore giải thích.

Thu Thảo (Theo Science Alert)