Loài nấm nhỏ sinh sản hữu tính khi lây nhiễm vào vật chủ

Một loài nấm có tên microsporidia gây bệnh tiêu chảy kinh niên ở các bệnh nhân AIDS, người được cấy ghép cơ quan hay khách du lịch mới đây được liệt vào danh mục thành viên của gia đình nấm có sinh sản hữu tính. Một nhóm nghiên cứu thuộc Trung tâm y học Đại học Duke đã chứng minh được rằng microsporidia là nấm thực sự, dường như chúng phải trải qua một dạng sinh sản hữu tính trong quá trình lây nhiễm vào người cũng như các vật chủ khác.

Soo Chan Lee, tác giả chính kiêm nhà nghiên cứu hậu tiến sĩ thuộc Khoa Di truyền học phân tử và Vi sinh vật học (đại học Duke), cho biết: “Lây nhiễm nấm microsporidian rất khó chữa bởi cho đến nay chúng ta vẫn chưa biết nhiều về mầm bệnh phổ biến này. Có tới 50% bệnh nhân AIDS bị nhiễm nấm microsporidian, phát triển thành bệnh tiêu chảy kinh niên. Loại nấm này cũng được phát hiện thấy ở các lữ khách bị tiêu chảy, ở trẻ con, người nhận cơ quan cấy ghép và cả người già”.

Trong số 1200 loài nấm microsporidia, hơn 10 loài lây nhiễm vào con người. Nhận dạng chúng là một công việc khó khăn bởi chúng không thể tồn tại ngoài tế bào vật chủ bị nhiễm nấm, chúng có số lượng gen rất nhỏ nhưng lại phát triển rất nhanh. Các nhà khoa học thuộc đại học Duke đã ứng dụng hai nghiêm cứu di truyền để chứng minh rằng nấm microsporidia phát triển rõ rệt từ nấm sinh sản hữu tính, và đặc biệt là có mối liên hệ chặt chẽ với nấm tiếp hợp.

Họ phát hiện ra rằng microsprodia có 33 chung với nấm tiếp hợp trong số 2.000 gen, nhưng lại không giống gen của các loại nấm khác. Tín hiệu di truyền này cũng cho thấy rằng nấm microsporidia và nấm tiếp hợp dường như có chung tổ tiên, và có quan hệ gần gũi hơn các dòng nấm khác được biết đến.

Ngoài ra, hai dạng nấm này có cùng gen quy định giới tính, cùng trình tự trên ADN. Các gen khác có liên quan đến sinh sản hữu tính cũng có mặt. Điều này cho thấy microsporidia có thể có chu trình sinh sản quy định bởi đặc điểm di truyền, có thể nó phải trải qua sinh sản hữu tính khi lây nhiễm vào cơ thể vật chủ. Theo Lee, bước tiếp theo cần làm là phải khám phá quá trình sinh sản hữu tính ở các loài khác mà có thể khiến việc lây nhiễm nghiêm trọng hơn bởi chúng sử dụng môi trường và các bộ phận bên trong tế bào vật chủ như là một nơi ẩn náu an toàn để sinh sản. 

Tác giải Joseph Heitman – giám đốc Trung tâm Sinh bệnh dịch học vi sinh vật kiêm giám đốc Chương trình di truyền và Hệ gen tại đại học Duke – cho biết: “Nghiên cứu này đã giải đáp bí ẩn về nguồn gốc tiến hóa cũng như vị trí thích hợp của nhóm mầm bệnh phát triển rất thành công này, đồng thời mang lại các phương pháp tiếp cận hiệu quả hơn cho nghiên cứu thực nhiệm về mầm bệnh”. Nhóm cũng tiến hành nghiên cứu với các nhà nghiên cứu di truyền tại Duke, bao gồm Raphael Valdivia, Alejandro Aballay sử dụng tế bào nuôi cấy là giun C. elegans – một loại giun mà họ mới phát hiện được trong vật chủ tự nhiên của nấm microsporidia.

Heitman phát biểu: “Loài giun tròn này có thể là phương pháp hữu hiệu để nghiên cứu di truyền học của nấm microsporidia trong sinh vật sống”. Nghiên cứu được đăng tải trực tuyến trên tờ Current Biology, và được Viện dị ứng quôc gia và Các bệnh di truyền trực thuộc Viện sức khỏe quốc gia cùng với Viện nghiên cứu sức khỏe quốc gia Canada tài trợ.

Các tác giả tham gia vào nghiên cứu bao gồm Nicolas Corradi và Patrick J. Keeling (Viện nghiên cứu tiến bộ Canada, Khoa thực vật học, Đại học British Columbia – Vancouver), Edmond J. Byrnes III (Khoa Di truyền học phân tử và sinh bệnh học Duke), Santiago Torres-Martinez (Ban Di truyền học và sinh bệnh học, Khoa Sinh học, Đại học Murcia,Tây Ban Nha), và Fred S. Dietrich (Khoa Di truyền học phân tử và sinh bệnh học Duke, Viện Khoa học hệ gen và Chính sách Duke).

Tham khảo:
Lee et al. Microsporidia Evolved from Ancestral Sexual Fungi. Current Biology, 2008; DOI: 10.1016/j.cub.2008.09.030