Từ một nguồn suối nóng ở Nhật Bản, đến trại nuôi của bạn

Một thành phố nơi mặt đất tỏa khói

Beppu, tỉnh Oita — vùng suối nước nóng nổi tiếng bậc nhất Nhật Bản.

Đứng nhìn Beppu vào buổi sáng, bạn sẽ thấy hàng trăm cột hơi trắng bốc lên từ khắp nơi — từ sườn đồi, từ khe phố, từ sau những mái nhà. Người dân đã quen tới mức không còn để ý, nhưng với người lần đầu đến, cả thành phố như đang thở.

Nơi đây có khoảng 2.847 nguồn suối, mỗi phút phun lên tới 100 tấn nước khoáng nóng. Trên Trái Đất có mười loại chất suối khoáng khác nhau, thì Beppu hội tụ tới chín. Có suối trong vắt, có suối đỏ như máu, có suối xanh ngọc, có suối bùn sôi ục ục mà người Nhật gọi là "địa ngục".

Suốt hàng nghìn năm, người ta đến Beppu để ngâm mình, chữa bệnh. Nhưng hơn mười năm trước, có những nhà khoa học đến đây vì một lý do khác hẳn: thứ đang sống bên trong những nguồn suối khắc nghiệt nhất.

Nơi khắc nghiệt lại là kho báu

Ở nơi nước sôi 80°C và axit ăn mòn cả kim loại, vẫn có sự sống.

Với nhà khoa học, những nguồn suối khắc nghiệt nhất ở Beppu là một câu hỏi hấp dẫn: làm sao có sinh vật nào sống nổi ở đó? Vậy mà vẫn có những vi sinh vật bám trụ, sinh sôi. Khoa học gọi chúng là extremophile — "sinh vật ưa khắc nghiệt".

Và đây là điều thú vị: một sinh vật muốn sống ở nơi cực đoan như vậy thì bên trong phải có những cơ chế bảo vệ đặc biệt — thứ mà sinh vật ở môi trường bình thường không cần đến. Nói cách khác, môi trường càng khắc nghiệt, sinh vật sống sót càng có thể ẩn chứa những hoạt chất quý.

Đây chính là lý do các nhà nghiên cứu tại Viện SARABiO tìm đến Beppu — đi tìm một sinh vật đã được chính thiên nhiên tôi luyện qua điều kiện khắc nghiệt nhất.

Cuộc sàng lọc, và cái tên RG92

Hàng nghìn nguồn suối. Hơn 200 loài tảo. Và nhiều năm kiên nhẫn.

Các nhà nghiên cứu SARABiO thu thập mẫu từ khắp các nguồn suối ở Beppu, xây dựng một thư viện gồm hơn 200 loài vi tảo. Mỗi loài được nuôi cấy, phân tích, thử nghiệm — để tìm ra loài thật sự có hoạt chất đáng giá. Không có khoảnh khắc bừng sáng kiểu phim ảnh; riêng việc nuôi một mẻ tảo ban đầu đã mất tới ba tháng.

Và rồi, ở lần thử thứ 92, họ tìm thấy nó: một chủng vi tảo lục đơn bào sống trong lớp bùn suối nóng trên 80°C, nhỏ chỉ khoảng 5 phần nghìn milimet.

Họ đặt tên cho nó là RG92 — viết tắt của "Regeneration Gateway 92", nghĩa là "cánh cổng tái sinh, tìm thấy ở lần thứ 92". Một cái tên mang theo cả sự kiên nhẫn của hành trình lẫn niềm tin vào thứ mà chủng tảo này có thể mở ra.

RG92 rốt cuộc là loài gì

Câu trả lời nằm trong bộ gene của nó.

Với một chủng tảo chỉ 5 phần nghìn milimet, nhìn qua kính hiển vi thôi là chưa đủ — nhiều loài tảo lục trông na ná nhau. Muốn định danh chắc chắn, phải đọc chính bộ gene của nó.

Các nhà nghiên cứu giải trình tự một đoạn gene đặc trưng — 18S rRNA, thứ được ví như "vân tay di truyền". Kết quả cho thấy RG92 giống tới 99,39% với một loài tảo lục đã biết, và được xếp vào chi Mucidosphaerium, thuộc ngành tảo lục Chlorophyta.

Tên khoa học đầy đủ: Mucidosphaerium sp. RG92. Bước định danh minh bạch này chính là nền tảng để về sau, các trường đại học lớn của Nhật Bản sẵn sàng bắt tay nghiên cứu cùng.

Bí mật nằm ở một phân tử

Điều đặc biệt của RG92 không nằm ở con tảo, mà ở hoạt chất tên là DGDG.

DGDG có cấu trúc rất dễ hình dung: một phần mỡ (hai axit béo không bão hòa) gắn với một phần đường (hai phân tử đường galactose). Nói gọn: nửa mỡ, nửa đường. Chính cấu trúc "hai trong một" ấy làm nên khác biệt.

DGDG không quá hiếm — nhiều loài tảo đều có. Nhưng điều khiến RG92 nổi bật là hàm lượng: cao gấp khoảng 3,3 lần so với Chlorella. Đó là lý do RG92 được xếp vào nhóm tảo chức năng — dùng vì tác dụng sinh học, chứ không chỉ là tảo dinh dưỡng bổ sung đạm.

Một phân tử, hai hướng tác động

Khi vào cơ thể con vật, DGDG tách làm đôi — mỗi nửa làm một việc.

Phần đường không bị tiêu hóa ở ruột non, đi xuống ruột già và trở thành thức ăn cho lợi khuẩn đường ruột — nhóm vi khuẩn sinh axit béo chuỗi ngắn, giúp củng cố thành ruột và điều hòa miễn dịch.

Phần mỡ được hấp thu vào tế bào, kích hoạt ti thể — "nhà máy điện" của tế bào — làm tăng sản xuất năng lượng (ATP). Tế bào đủ năng lượng thì hoạt động tốt hơn, sức đề kháng và phục hồi cao hơn.

Đây là điều làm RG92 khác biệt — cái mà các nhà khoa học gọi là cơ chế kép: chỉ một hoạt chất, nhưng tác động lên cả hệ vi sinh đường ruột lẫn năng lượng tế bào cùng lúc. Khi đường ruột ổn định và tế bào tràn năng lượng, con vật dồn được nhiều nguồn lực hơn cho tăng trưởng, sinh sản và sức khỏe.