​

Việc tạo ra những protein chống đông như thế là 1 trong những con đường tiến hóa chủ yếu được rất nhiều sinh vật thực hiện, bao gồm cá, côn trùng, vi khuẩn, thực vật và nấm. Hiểu được cách thức cơ chế này hoạt động không những có ý nghĩa mà còn đem lại nhiều ám chỉ quan trọng cho việc cải thiện quá trình sản xuất thực phẩm và dược phẩm trên toàn thế giới, các nghiên cứu gia đến từ Israel, Canada và Mỹ cho biết.

Mặc dù mất cả nữa thế kỷ nghiên cứu những vẫn chưa ai rõ cơ chế về hoạt động của các protein chống đông tự nhiên này. Một trong những tranh cãi này có liên quan đến hóa học và vật lý đằng sau những tương tác giữa các protein chống đông và băng tuyết. Cụ thể là, có 1 tranh cãi về việc liệu sự liên kết giữa các protein này với băng tuyết có thể đảo ngược hay không và liệu sự có mặt liên tục của những protein này trong dung dịch có cần thiết cho việc ngăn chặn sự hình thành băng tuyết hay không.

Thách thức trong việc tháo gỡ những thắc mắc này xuất phát từ rất nhiều vấn đề kỹ thuật liên quan đến sự hình thành và theo dõi những tinh thể băng tuyết nhỏ trong 1 môi trường bắt chước môi trường xung quanh của các protein chống đông tự nhiên.

Các nghiên cứu gia đến từ Trường Đại học Hebrew đã nghiên cứu protein chống đông của loài mọt bột vàng. Protein này là 1 AFP siêu hoạt động, có khả năng ngăn chặn sự hình thành băng tuyết gấp hàng trăm lần khả năng AFP của cá và thực vật.

Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu gia quốc tế đã tạo ra 1 phiên bản dấu chỉ huỳnh quang của AFP cho phép quan sát trực tiếp dưới thấu kính hiển vi. Họ đã tiêm protein này vào các thiết bị vi lỏng tùy chỉnh có các kênh đường kính nhỏ.

Các thiết bị vi lỏng này được đặt vào những đơn vị làm lạnh với bộ điều chỉnh nhiệt độ ở vài trăm độ để các tinh thể băng tuyết từ 20-50 micromet có thể được hình thành và tan chảy theo điều chỉnh, tất cả đều được quan sát dưới kính hiển vi.

Bằng cách sử dụng hệ thống chuyên biệt này, các nghiên cứu gia có thể cho thấy rằng băng hình thành và ấp ủ trong dung dịch chống đông vẫn được phủ protein và chính vì thế chúng được bảo vệ. Họ còn cho thấy rằng các AFP kết dính băng tuyết trực tiếp và đủ mạnh để ngăn không cho lớp băng này hình thành thậm chí sau khi không còn protein này trong dung dịch nữa.

Ý nghĩa của các kết quả nghiên cứu này không chỉ ở cấp độ khoa học mà còn ở cấp độ thực tiễn. Chẳng hạn, các AFP của cá đã được sử dụng trong kem ít béo để ngăn sự kết tinh lại của băng, do đó kem vẫn có kết cấu mềm mịn. Các protein này có thể được sử dụng ở nhiều thực phẩm đông lạnh khác để duy trì kết cấu mong muốn mà không cần thêm chất béo, các nghiên cứu gia cho biết.

Trong y học, AFP có thể được sử dụng để cải thiện chất lượng tinh trùng, tế bào trứng và phôi được giữ ở tình trạng đông lạnh, và giữ đông lạnh các cơ quan để cấy ghép. Chúng còn được sử dụng trong phẫu thuật lạnh và trong nông nghiệp.

Dost-dongnai, Theo Science Daily