Phát hiện mới: Cánh chuồn chuồn có thể giết chết vi khuẩn mà không cần kháng sinh

PP

Chuồn chuồn được giới khoa học đánh giá là "bậc thầy của tạo hóa". Nhờ học tập chúng mà con người đã tạo ra được những cỗ máy có thể bay trên bầu trời. Mắt nhân tạo dành cho người mù hay những chiếc carmera cũng được ứng dụng từ cấu trúc mắt của loài vật này.

Các nhà khoa học lại mới phát hiện thêm một khả năng tuyệt vời nữa của chuồn chuồn mà con người cần học tập. Đó là khả năng diệt vi khuẩn tự nhiên trên cánh chuồn chuồn.

Khi soi trên kính hiển vi, cánh chuồn chuồn thô ráp như một mặt phẳng cắm đầy đinh và các mảnh chai cực sắc nhọn. Chúng như những chiếc bẫy giăng sẵn cho vi khuẩn.

Khả năng diệt khuẩn tự nhiên trên cánh chuồn chuồn

Trước đây, các nhà khoa học đã từng nỗ lực tạo ra các bề mặt diệt khuẩn bằng các chất hóa học. Nhưng khi vi khuẩn biết cách kháng lại chúng, nó cũng mất dần tác dụng theo thời gian giống như kháng kháng sinh. Các nhà khoa học tin rằng, chiếc bẫy đầy đinh nhọn trên cánh chuồn chuồn có thể giết chết vi khuẩn bằng cách đâm thủng vách tế bào của chúng.

Lấy ý tưởng từ cánh chuồn chuồn, các nhà khoa học cũng muốn tạo ra những chiếc bẫy để giết vi khuẩn theo nguyên tắc vật lý, như vậy nó sẽ không bị kháng lại như kháng sinh. Những chiếc bẫy được làm từ những thanh nano silic màu đen chĩa lên trời như một bàn đinh tý hon được gọi là bề mặt kết cấu nano (nano textured surfaces – NTS).

Nhưng gần đây, các nhà khoa học Nigeria và Australia khi sử dụng các kính hiển vi điện tử siêu mạnh đã phát hiện ra rằng những chiếc đinh trên cánh chuồn chuồn không giống hệt nhau. Nó chứa những chiếc đinh sắc nhọn, cái cao cái thấp và xen lẫn với cả những mảnh vỡ.

Một bàn đinh nano mà con người tạo ra (bên trái) và "bàn đinh lẫn mảnh chai" trên cánh chuồn chuồn (bên phải).

Nguyên lý hoạt động của chiếc bẫy này cũng hoàn toàn khác với những gì mà chúng ta tưởng tượng, vi khuẩn sẽ không bị xuyên thủng khi rơi vào bẫy.

Thậm chí những con vi khuẩn, trong trường hợp này là E.coli còn không chạm trực tiếp vào một chiếc đinh nào. Chúng tiết ra một chất dịch gọi là polymer ngoại bào tạo thành những "bàn tay" bám chặt vào những chiếc đinh nhọn.

Những "ngón tay" của vi khuẩn bám vào bề mặt bàn đinh.

Khi vi khuẩn mới rơi vào bề mặt cánh chuồn chuồn, ngay lập tức chúng phải chịu tác động bởi lực dính. Lực này chỉ có thể làm biến dạng một chút màng vi khuẩn chứ không thể xé những con vi khuẩn ra làm đôi được. Nếu vi khuẩn nằm im, chúng sẽ không chết.

4 trạng thái của vi khuẩn trên chiếc bẫy bàn đinh, từ sống bình thường tới chết và xẹp lép.

Nhưng khi vi khuẩn di chuyển, lực dính sẽ gây ra một lực kéo lên màng ngoài vi khuẩn tạo ra những vết rách gây rò rỉ tế bào chất và cơ quan bên trong chúng. Điều này khiến những con vi khuẩn bị xẹp xuống như những quả bóng bay thủng. Khi vi khuẩn đã chết, đinh và chông nhọn mới đâm vào chúng.

Cơ chế vi khuẩn bị giết chết bởi chiếc bẫy trên cánh chuồn chuồn.