anh hai vl, haivl, hai vl 18

Trong vòng ba thập kỷ trở lại đây, các nhà khoa học đã khám phá ra quá trình “quorum sensing” như là một quá trình giao tiếp ở thế giới vi khuẩn, trong đó việc tổng hợp và dò tìm một loại phân tử tín hiệu thực hiện điều hòa việc biểu hiện gen. Quá trình này đã được chứng minh là có liên quan trực tiếp đến sự biểu hiện gen mã hóa các yếu tố độc lực ở nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, ví dụ như Vibrio harveyi, V. parahaemolyticus, Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda, Edw. ictaluri. Vì vậy có thể phát triển các phương pháp kiểm soát dịch bệnh thông qua việc phân hủy phân tử tín hiệu tiết ra bởi vi khuẩn gây bệnh.

Enzyme AHL lactonase là một trong hai loại enzyme có khả năng phân hủy phân tử tín hiệu ở vi khuẩn Gram âm, N-acyl homoserine lactone (AHL). Enzyme này được mã hóa bởi gen aiiA hiện diện ở các loài vi khuẩn thuộc nhóm Bacillus sp. Có khá nhiều nghiên cứu trên thế giới về việc ứng dụng gen aiiA tái tổ hợp như là một biện pháp kiểm soát sinh học đối với các bệnh trên cây trồng có liên quan đến việc tiết ra phân tử tín hiệu AHL. Theo báo cáo của Pan và ctv. (2008), gene aiiA phân lập từ chủng Bacillus subtilis BS-1 đã được biểu hiện vượt mức ở chủng Escherichia coli BL21, và sản phẩm protein AiiA (enzyme lactonase) có thể được sử dụng cho cây trồng để làm giảm hội chứng thối rễ do E. carotovora gây ra. Trong một nghiên cứu khác thực hiện bởi Qian và ctv. (2010), AHL-lactonase gen aiiA được phiên mã bởi promoter P_lpp của E. coli và được tái tổ hợp vào chủng Lysobacter enzymogenes OH11 (vi khuẩn kiểm soát sinh học đối với bệnh do nấm gây ra trên thực vật), tạo thành chủng OH11A. Kết quả thí nghiệm phân hủy AHL cho thấy chủng tái tổ hợp OH11A có khả năng phân hủy phân tử AHL tiết ra bởi các chủng vi khuẩn gây bệnh Agrobacterium tumefaciens, Pectobacterium carotovorum, Pseudomonas syringae pv. tomato và Acidovorax avenae subsp. citrulli. Các thí nghiệm nghiên cứu độc lực cho thấy trong khi chủng tự nhiên OH11 không có khả năng làm giảm tỉ lệ cảm nhiễm với Pectobacterium carotovorum, chủng tái tổ hợp OH11A lại có khả năng làm giảm mạnh độc lực của Pectobacterium carotovorum trên cây bắp cải Trung Quốc và cây xương rồng. Kết quả của nghiên cứu này mở ra một hướng tiếp cận mới trong việc phát triển các dòng vi khuẩn tái tổ hợp đa chức năng, có khả năng kiểm soát đồng thời bệnh do nấm và bệnh do vi khuẩn gây ra trên thực vật.

Trong khi có khá nhiều nghiên cứu về việc ứng dụng enzyme lactonase tái tổ hợp trong việc kiểm soát các bệnh điều tiết bởi phân tử tín hiệu AHL trên thực vật, chưa có nghiên cứu tương tự nào được ghi nhận trên vật nuôi nói chung và động vật thủy sản nói riêng.

Đề tài nghiên cứu cơ bản trong khoa học tự nhiên về tổng hợp enzyme AHL lactonase tái tổ hợp từ các chủng vi khuẩn Bacillus có tác dụng phân hủy phân tử tín hiệu liên quan đến độc lực ở Vibrio harveyi và Edwardsiella ictaluri, sẽ là nghiên cứu đầu tiên sử dụng phương pháp tiếp cận mới này với mục tiêu kiểm sóat bệnh trên động vật thủy sản. Trong nghiên cứu này, gen aiiA sẽ được phân lập từ các chủng Bacillus phân lập từ môi trường ao nuôi cá tra, sau đó được dòng hóa vào chủng vi khuẩn E. coli BL21 bằng các vector dòng hóa thích hợp. Enzyme AHL lactonase được biểu hiện sẽ được kiểm tra họat tính phân hủy phân tử AHL tổng hợp, đồng thời khảo sát lại khả năng phân hủy các phân tử AHL liên quan đến độc lực ở Vibrio harveyi và Edwardsiella ictaluri, hai lòai vi khuẩn gây bệnh quan trọng trên tôm sú và cá tra.

Thông qua đề tài này, chúng tôi mong muốn ứng dụng phương pháp tiếp cận mới nói trên trong việc kiểm soát bệnh gây ra bởi vi khuẩn Gram âm, nhóm vi khuẩn gây bệnh quan trọng trong nuôi trồng thủy sản. Nếu thành công, những kết quả của đề tài sẽ mở ra một hướng mới trong việc kiểm soát dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản ở Việt .

Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh