Loài mối được biết đến bởi thói tham ăn gây nguy hiểm là các loại vật liệu gỗ, mối có thể biến các ngôi nhà thành rác, bụi và gây thiệt hại hàng tỷ USD mỗi năm.
Nhưng loài vật này có thể là giải pháp sinh hoá cho nhiên liệu sinh học xanh hơn trong tương lai. Dạ dày của loài vật nhỏ bé này thực sự là ‘mỏ vàng’ về các loại vi khuẩn với nguồn enzym phong phú nhằm cải thiện quá trình chuyển hoá gỗ hoặc chất thải sinh học thành các loại nhiên liệu sinh học có giá trị. Việc phân tích và giải mã gen của các vi khuẩn sống trong ruột của các con mối đã được Viện nghiên cứu Di truyền thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE JGI), Viện Công nghệ California, Tập đoàn Verenium Corporation và công ty nhiên liệu sinh INBio thuộc Viện Nghiên cứu Đa dạng sinh học Quốc gia của Costa Rica và Trung tâm Nghiên cứu Thomas J. Watson IBM thực hiện. Công trình này đã được đăng trên Tạp chí Thiên nhiên ngày 22/11/2007.
Loài mối là một cỗ máy sinh học đáng được để ý. Mối có thể tiêu hóa lượng gỗ khổng lồ trong một thời gian rất ngắn, biết được nhà có mối là một rắc rối lớn đối với con người. Thay vì sử dụng các hoá chất gây khó chịu hoặc phải dùng nhiệt, loài mối có thể tận dụng rất nhiều vi khuẩn chuyên biệt sống trong ruột để phá vỡ các màng tế bào của thực vật và là xúc tác cho quá trình tiêu hoá.
Giải mã DNA của mối trong công nghiệp mà một bước quan trọng trong việc xác định cấu trúc di truyền, bao gồm các công cụ mà mối đã sử dụng. Nhiệm vụ hiện nay là phát hiện tuyến trao đổi chất (chuyển hoá) tạo ra các cấu trúc này, nhằm xác định quá trình phân huỷ tự nhiên các loại vật liệu có nguồn gốc thực vật. Chúng ta có thể tổng hợp ra các enzym mới được phát hiện ra từ dự án này nhằm tăng cường sản xuất các loại nhiên liệu sinh học thế hệ mới từ xenlulô.
Mối đã là đối tượng nghiên cứu của khoa học trong hơn một thế kỷ. Việc nhận định chính xác và xác định vai trò của các vi sinh vật trong tuyến tiêu hóa vẫn còn là một bí ẩn. Với dự án mới, mối quan hệ cộng sinh của các quần xã chuyên biệt và phức tạp này đòi hỏi nguồn thức ăn là gỗ đang dần hé mở.
Giống như bò, da dày mối có nhiều ngăn, mỗi ngăn dạ dày có một cộng đồng vi khuẩn riêng biệt trong các điều kiện riêng biệt. Các con vi khuẩn trong mỗi nhóm vi khuẩn này có vai trò riêng trong quy trình chuyển hoá các polyme từ gỗ thành các loại đường sau đó lên men chúng thành nhiên liệu như êtanol. Hàm trên của loài sinh vật này dùng để nhai gỗ thành các mẩu nhỏ, nhưng quá trình thực sự lại diễn ra tại các hốc tối của dạ dày, tại đây vi khuẩn tiết ra các dịch enzyme tấn công vào các thành phần xenluloza và hecmixeluloza, cùng với lignin là các thành phần cơ bản tạo nên gỗ.
Các khu rừng mưa ở Costa Rica là khu vực có đa dạng sinh học giàu nhất thế giới đối với loài mối. Nhóm nghiên cứu đã lấy về những con mối có đầu và dạ dày phình to, đem về phòng thí nghiệm và cẩn thận dùng kim chọc lấy một phần khối lượng chứa trong ngăn dạ dày thứ ba và giữ cho chúng không bị nhiễm phải các vật liệu từ các ngăn xung quanh. Các nhà nghiên cứu đã lấy 165 mẫu và lọc sạch rồi gửi đi giải mã DNA.
Từ các mẫu này đã có khoảng 71 triệu mảnh mã di truyền được xác định và tập hợp vào máy tính nhằm phân loại các đặc điểm đồng nhất của các loại vi khuẩn trong hỗn hợp và đặc điểm trao đổi chất của các enzyme do vi khuẩn tiết ra.
Phân tích của các nhà khoa học cho thấy hệ thống tiêu hóa có hai giống vi khuẩn chiếm ưu thế là khuẩn xoắn (treponemes) và khuẩn sợi (fibrobacters). Khuẩn xoắn từ lâu đã được nhận dạng có trong ruột mối do có hình dạng giống như đinh vít, chỉ có khuẩn sợi là mới được phát hiện bởi chúng có một số họ hàng sống trong dạ dày bò chuyên phân huỷ xenluloza. Chúng ta có thể liên hệ trực tiếp giữa khuẩn xoắn và khuẩn sợi với các enzyme có khả năng phân huỷ gỗ. Tuy nhiên, khuẩn sợi có vai trò chuyên biệt hơn trong phân huỷ gỗ và không tham gia vào quá trình lên men đường mà dành vai trò này cho khuẩn xoắn. Các con mối tầm thường này lại chính là các lò phản ứng sinh học ‘mini’ di động.
Còn tại ngăn dạ dày thứ ba, các nhà khoa học đã phát hiện hơn 500 gen liên quan đến sự phân huỷ xenluloza nhờ vào các enzyme. Dữ liệu về nghiên cứu có thể truy cập tại hệ thống quản lý và phân tích dữ liệu di truyền của DOE JGI.
Mở rộng ứng dụng các kết quả trên vào hệ thống có quy mô công nghiệp là việc không dễ dàng. Những con mối có thể chuyển hoá hiệu quả vài mg ligno xeluloze thành đường lên men trong các ngăn phản ứng sinh học. Nhưng mở rộng quy mô của quy trình này thành các nhà máy sinh khối có thể sản xuất ra nhiên liệu sinh học một cách hiệu quả và kinh tế thì lại là một vấn đề khác. Để làm được việc này, chúng ta phải xác định các gen giữ chức năng chính góp phần phân huỷ xeluloza và nghiên cứu này là một bước quan trọng trong hướng đi này.
N.H - Trung tâm thông tin khoa học & Công nghệ Quốc Gia (Joint Genome Institute, 11/2007)
Tin mới hơn:
- Mối dùng âm thanh để chọn thực đơn
- Mối - sinh vật mau lẹ nhất thế giới
- Mối chúa bổ thận và tăng cường sinh lực
- Những 'con mối' kinh hoàng của biển
- Bí mật về khả năng sinh sản của mối cái.
- Đình Mường cổ 'kêu cứu" vì mối mọt.
- Nghiên cứu đại thú ăn mối - Myrmecophaga tridactyla ở Châu Mỹ.
- Nguồn năng lượng mới từ vi khuẩn trong ruột Mối.
- Tìm thấy mối cổ hở bụng trong hổ phách.
- Món ngon: Mối rang
Tin cũ hơn:

Dùng mối tạo ra enzym trong sản xuất nhiên liệu sinh học
