Ảnh minh họa nấm - Ảnh: BRITANNICA
Từ lâu, các nhà khoa học đã biết rằng một số vi khuẩn có thể tạo ra protein giúp nước đóng băng ở nhiệt độ tương đối cao (khoảng -5°C), thông qua quá trình gọi là "tạo nhân băng".
Tuy nhiên, việc nấm cũng sở hữu khả năng tương tự vẫn còn là bí ẩn. Nhóm nghiên cứu do nhà vi sinh vật học Boris Vinatzer, làm việc tại Đại học Virginia Tech (Mỹ) dẫn đầu, đã tìm cách giải mã cơ chế này, theo trang LiveScience ngày 28-4.
Phát hiện, công bố trên tạp chí Science Advances, mở ra góc nhìn hoàn toàn mới về vai trò của vi sinh vật trong hệ thống khí hậu Trái đất.
Bằng cách phân tích bộ gene của hai chủng nấm thuộc họ Mortierellaceae, nhóm nghiên cứu xác định được một đoạn DNA gần như giống hệt gene InaZ có ở vi khuẩn.
Khi họ chuyển gene này vào tế bào nấm men, nấm này cũng bắt đầu có khả năng tạo băng. Điều đó xác nhận rằng chính gene này chịu trách nhiệm tạo ra protein khởi đầu cho quá trình hình thành băng.
Phát hiện trên cho thấy trong quá khứ xa xôi, có thể hàng triệu năm trước, tổ tiên của một số loài nấm đã tiếp nhận gene này từ vi khuẩn thông qua quá trình "chuyển gene ngang". Sau đó chúng phát triển khả năng riêng, biến gene này thành công cụ sinh học hữu ích.
Dù vậy lợi ích tiến hóa cụ thể của khả năng này vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng.
Một giả thuyết cho rằng nấm sử dụng nó để hút nước từ không khí. Chẳng hạn, trong địa y, một dạng cộng sinh giữa nấm và tảo, protein tạo băng có thể khiến hơi nước ngưng tụ thành sương giá vào buổi sáng, rồi tan ra thành nước cung cấp cho sinh vật trong ngày.
Đáng chú ý các nhà khoa học cho rằng những protein này có thể bay vào khí quyển và đóng vai trò như "hạt nhân băng", giúp hình thành tinh thể băng trong mây.
Khi các tinh thể này lớn dần, chúng có thể rơi xuống dưới dạng mưa hoặc tuyết. Cơ chế này tương tự cách một số vi khuẩn như Pseudomonas syringae tham gia vào chu trình nước.
Vì một cá thể nấm có thể tiết ra rất nhiều protein, số lượng "hạt nhân băng" từ nấm trong khí quyển có thể lớn hơn từ vi khuẩn, đồng nghĩa với việc nấm có thể đóng vai trò quan trọng hơn trong việc điều tiết lượng mưa.
Không chỉ có ý nghĩa khoa học, phát hiện này còn mở ra ứng dụng thực tiễn. Hiện nay, công nghệ "gieo mây" thường sử dụng bạc iodide, một hóa chất có thể gây lo ngại về môi trường.
Các nhà nghiên cứu cho rằng protein từ nấm có thể trở thành một loại protein hữu cơ an toàn, sinh học hơn trong tương lai.
