Hyperthermophiles là những vi sinh vật siêu nhỏ có khả năng sinh tồn ở các môi trường cực nóng như miệng núi lửa hay suối nước nóng dưới đáy biển. Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Cell, nhóm nghiên cứu cho thấy, trái với quan điểm khoa học lâu nay, các hyperthermophiles có thể tự điều chỉnh các phân tử ARN ngay tại lõi ribosome, nơi tế bào tổng hợp protein, để thích nghi và tồn tại trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt.
Tập trung vào các sinh vật sống trong điều kiện khắc nghiệt, nhóm nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật mới cho phép phát hiện đồng thời 16 dạng chỉnh sửa ARN trên hàng chục mẫu. Nhờ đó, họ lập bản đồ chỉnh sửa ARN của 10 sinh vật đơn bào và so sánh với các nghiên cứu trước đây.
Khi nuôi các hyperthermophiles ở các mức nhiệt độ khác nhau, các nhà khoa học nhận thấy ARN ribosome (rARN) của chúng thay đổi rõ rệt theo nhiệt độ. Đáng chú ý, môi trường sống càng nóng thì số lượng chỉnh sửa ARN càng nhiều, cho thấy cơ chế này giúp bảo vệ ribosome khỏi tổn thương do nhiệt.
Giáo sư Shulamit Michaeli - Phó Chủ tịch phụ trách nghiên cứu và Giám đốc Trung tâm Y học cá thể hóa Dangoor (Đại học Bar-Ilan) - nhận định: “Sự chỉnh sửa hóa học của rARN cho phép quá trình tổng hợp protein diễn ra trong môi trường nhiệt độ cực cao, qua đó thúc đẩy sự phát triển của các sinh vật ưa nhiệt”.
Ribosome là một trong những cấu trúc sinh học cổ xưa và cơ bản nhất, được phiên mã từ ARN. Thực vật, con người, côn trùng hay vi khuẩn, tất cả đều mang bộ mã ARN hoàn chỉnh để tạo ra protein, duy trì sự sống và sinh trưởng. Từ những năm 1950, giới khoa học đã biết rằng rARN trải qua quá trình “chỉnh sửa hóa học” sau khi được tạo ra. Tuy nhiên, do hạn chế về công nghệ, các nhà nghiên cứu khó đánh giá mức độ thay đổi của các chỉnh sửa này giữa các loài và dưới tác động của môi trường.
Theo Giáo sư Schraga Schwartz, Khoa Di truyền học phân tử của Viện Weizmann, trong nhiều thập kỷ, người ta cho rằng các chỉnh sửa ARN trong ribosome là đồng nhất trong cùng một loài và không phụ thuộc vào môi trường. Nhưng những bằng chứng rải rác sau đó gợi ý rằng ở một số sinh vật, quá trình này có thể mang tính linh hoạt. Tuy nhiên, việc chứng minh điều này gặp nhiều khó khăn.
Nhóm nghiên cứu cho rằng phát hiện trên có thể mở đường cho việc phát triển các công nghệ dựa trên ARN trong y học và công nghiệp, từ vaccine, chẩn đoán và điều trị ung thư cho đến các công cụ chỉnh sửa gene. Hiện nay, hyperthermophiles đã được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như sản xuất chất tẩy rửa hoạt động ở nhiệt độ cao hay trong các kỹ thuật sinh học phân tử phục vụ xét nghiệm ADN.
