Làm thế nào để loài cá bé nhỏ Bald Notothen - một loài cá trong vùng biển băng giá của Nam Cực - lại có thể tồn tại trong băng giá? Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí BMC Genomics cho thấy, đó chính là nhờ vào một số gen được biểu hiện.

Hai nhà nghiên cứu Kevin T.Bilyk và CH.Christina Cheng đã giải mã bộ transcriptome (một tập hợp của tất cả các gen được biểu hiện) của loài cá này ở các tế bào khác nhau và ở trong nhiều môi trường khác nhau. Bằng cách so sánh transcriptome của loài cá Bald Notothen với transcriptome của loài cá ngựa vằn nhiệt đới (Danio rerio), các nhà nghiên cứu đưa ra 58 yếu tố được cho là đóng vai trò quan trọng trong việc giúp cá Bald Notothen tồn tại được trong nước băng giá. Chúng bao gồm các yếu tố liên quan đến các liên kết protein và transcriptome, và đây chính là sự biểu hiện gen đầu tiên.

Cá Bald Notothen (Pagothenia borchgrevinki) sống dưới lớp bề mặt băng tuyết ở McMurdo Sound (đây là nơi được cho là lạnh nhất và đóng băng nhiều nhất ở Nam cực). Điều này chứng tỏ loài cá Bald Notothen có liên quan với sự thích nghi đa dạng trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt. Các biểu hiện của sự thích nghi như: các gen được tạo mới để mã hóa các glycoprotein chống đông, và những biến đổi của gen tồn tại trước đó giúp cho cá có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp.

Loài cá Bald Notothen sống ở dưới lớp băng đá ở biển McMurdo Sound. Photo Credit: R.W.Davis

Các trình tự transcriptome là sẵn có trong một số ít các loài notothenoid (ví dụ như loài Bald Notothen), và không có trong bất kỳ loài ven biển ở vĩ độ cao nào. Transcriptome đóng vai trò như là một mô hình hữu ích để nghiên cứu biểu hiện gen trong môi trường giá lạnh, và có khả năng sẽ thúc đẩy nghiên cứu về phân tử của loài cá nam cực và các sinh vật máu lạnh khác.

Cá Bald Notothen kích thích trí tò mò và sự say mê nghiên cứu của các nhà khoa học bởi nó không chỉ có thể sống ở vùng nước băng giá có nhiệt độ dưới không độ, mà nó còn có thể sống ở các vùng nước ấm hơn. Chỉ mất vài ngày là loài cá này có thể thích nghi với môi trường nước ở 4 độ C. Sau đó chúng có thể chịu đựng ở trong môi trường có sự gia tăng nhiệt độ nhỏ. Hai nhà khoa học Kevin T.Bilyk và CH.Christina Cheng cũng đã nghiên cứu bộ transcriptome của loài cá này khi chúng được đưa vào vùng nước ấm hơn. Qua đó, họ hy vọng sẽ làm sáng tỏ cơ chế phân tử cho phép loài cá này tồn tại trong cả hai môi trường có nhiệt độ cực kỳ lạnh và nhiệt độ ấm hơn - một yếu tố có thể giúp cho cá thích nghi tốt với môi trường, nhất là khi sự biến đổi khí hậu đang đe dọa tới nhiệt độ nước ở các vùng biển cực.

Theo Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam