Tin mới
Một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Queen Mary London (Anh) dẫn đầu, phối hợp với Đại học Cambridge và Viện Khoa học Weizmann, vừa phát triển một lò phản ứng năng lượng mặt trời tích hợp có khả năng biến CO2 và nước thành sinh khối sống. Công nghệ này, công bố trên tạp chí Journal of the American Chemical Society, mở ra triển vọng sản xuất hóa chất, nhựa và thậm chí cả thực phẩm theo hướng thân thiện với môi trường.
Ngành công nghiệp hóa chất hiện nay vẫn phụ thuộc lớn vào nhiên liệu hóa thạch, kéo theo lượng phát thải khí nhà kính đáng kể. Trong bối cảnh đó, việc tìm kiếm các phương thức sản xuất sạch sử dụng năng lượng tái tạo trở thành yêu cầu cấp thiết. Nghiên cứu mới đề xuất một hướng đi mô phỏng quá trình quang hợp tự nhiên nhưng không cần sử dụng thực vật, tảo hay vi sinh vật quang hợp.
Lò phản ứng do nhóm phát triển kết hợp pin mặt trời hữu cơ, điện cực bán dẫn, hai loại enzyme và một chủng vi khuẩn biến đổi gen. Hệ thống này chuyển hóa CO2 và nước thành sinh khối sống, tái hiện các giai đoạn cốt lõi của quá trình quang hợp tự nhiên. Điểm đáng chú ý là vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) biến đổi gen được nuôi cấy trực tiếp trong cùng dung dịch nơi CO2 được chuyển hóa thành nguồn năng lượng có thể sử dụng nhờ ánh sáng mặt trời.
Theo Giáo sư Erwin Reisner từ Đại học Cambridge, nghiên cứu cho thấy các vật liệu hấp thụ ánh sáng tổng hợp có thể được tích hợp với các vi sinh vật không quang hợp để thực hiện những phản ứng cốt lõi của quang hợp tự nhiên. Thành tựu này có được nhờ cách tiếp cận liên ngành, kết hợp giữa vật liệu bán dẫn, enzyme và sinh học tổng hợp trong cùng một hệ thống vận hành bằng năng lượng mặt trời.
Theo TS Celine Wing See Yeung từ Đại học Cambridge, công nghệ mới là kết quả của nhiều năm nghiên cứu liên tục – từ việc tối ưu pin mặt trời hữu cơ hoạt động ở nhiệt độ cao tới tinh chế enzyme và tích hợp với sinh học tổng hợp. Sự kết hợp giữa hóa học vật liệu và sinh học tổng hợp được kỳ vọng sẽ tạo nền tảng cho các “nhà máy lọc hóa chất” chạy bằng năng lượng mặt trời trong tương lai.
Nhóm nghiên cứu cho biết công nghệ hiện vẫn ở giai đoạn đầu, với sản lượng còn nhỏ và thời gian vận hành mới chỉ kéo dài vài giờ. Tuy vậy, đây được xem là hướng đi nhiều tiềm năng, mở ra khả năng sản xuất hóa chất giá trị cao, nhựa và protein vi sinh theo hướng bền vững, góp phần giảm sự phụ thuộc của ngành công nghiệp vào nhiên liệu hóa thạch.
Nguồn: N.P.A (NASTIS), theo Queen Mary University of London
Trong bối cảnh phát triển nông nghiệp và bảo vệ môi trường, việc theo đuổi tính bền vững đã trở nên thiết yếu. Mặc dù công nghiệp hóa thường được xem là nguyên nhân chính gây mất cân bằng môi trường, nông nghiệp lại là ngành phát thải khí nhà kính lớn nhất, đặt ra thách thức về việc xây dựng các chiến lược sản xuất thân thiện với môi trường và thích ứng với biến đổi khí hậu. Trong số các giải pháp tiềm năng, bèo hoa dâu (Azolla) nổi lên như một phương pháp quan trọng để đạt được sự bền vững. Bèo hoa dâu là một loài dương xỉ nổi, có khả năng cố định đạm nhờ vi khuẩn lam cộng sinh trong lá, biến nó thành một loại phân bón sinh học hiệu quả. Đặc tính nổi bật nhất của chúng là tốc độ sinh trưởng vượt trội, có khả năng tăng gấp đôi sinh khối chỉ trong vòng 1,9 ngày, giúp cung cấp một lượng nitơ đáng kể cho cây trồng, ước tính từ 60-80 kg N/ha mỗi mùa lúa, đồng thời cải thiện khả năng chống chịu của đất trước các điều kiện bất lợi như độ mặn, pH và nhiệt độ.
Bèo hoa dâu (Azolla) là một giải pháp sinh học bền vững cho nền nông nghiệp hiện đại, đặc biệt trong việc giải quyết tình trạng thất thoát phân đạm nghiêm trọng. Với hiệu suất sử dụng nitơ (NUE) ở ruộng lúa chỉ đạt 20-30% và 40% lượng đạm bị bay hơi, lớp bèo hoa dâu phủ trên mặt nước hoạt động như một tấm chắn vật lý, ngăn chặn sự thất thoát amoniac. Quan trọng hơn, khi phân hủy, nó giải phóng từ 75-80% lượng nitơ tích lũy được, trực tiếp làm giàu dinh dưỡng cho đất, cải thiện độ phì và giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học.
Việc ứng dụng bèo hoa dâu đã mang lại kết quả ấn tượng về năng suất cây trồng và hiệu quả kinh tế. Tại Ai Cập, mô hình này giúp tăng sản lượng lúa từ 20-30% đồng thời giảm nhu cầu phân đạm tới 30 kg/ha. Tương tự, ở Ethiopia, năng suất cây trồng tăng từ 15-19% chỉ sau một lần bón, và có thể tăng vọt đến 57% khi sử dụng chiết xuất bèo. Ngoài ra, bèo hoa dâu còn giúp cây trồng tăng khả năng chống chịu với tình trạng thiếu nước, chứng tỏ vai trò toàn diện trong việc thúc đẩy một nền nông nghiệp hiệu quả, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
Bên cạnh lợi ích nông học, bèo hoa dâu còn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm phát thải khí nhà kính, góp phần chống lại biến đổi khí hậu. Thứ nhất, nó là một công cụ cô lập carbon cực kỳ hiệu quả. Nhờ tốc độ tăng trưởng vượt trội, một nghiên cứu tại Anh đã chỉ ra rằng bèo hoa dâu có thể hấp thụ tới 32,54 tấn CO₂/ha/năm. Thứ hai, với vai trò là một loại phân xanh tự nhiên có khả năng cố định đạm, bèo hoa dâu giúp giảm đáng kể nhu cầu sử dụng phân đạm hóa học. Điều này trực tiếp làm giảm lượng phát thải khí Dinitơ monoxit (N₂O), một loại khí nhà kính sinh ra từ quá trình phân hủy phân bón trong đất.
Đặc biệt, bèo hoa dâu có khả năng giảm phát thải khí Mêtan (CH₄) – một khí nhà kính có tiềm năng làm nóng toàn cầu gấp 28 lần so với CO₂ và được sinh ra nhiều từ các ruộng lúa. Cơ chế chính là lớp bèo hoa dâu trên mặt nước giúp tăng hàm lượng oxy hòa tan trong nước, làm gián đoạn môi trường yếm khí cần thiết cho vi khuẩn sinh mêtan hoạt động. Các nghiên cứu đã xác nhận rằng việc bổ sung bèo hoa dâu vào ruộng lúa giúp cắt giảm đáng kể lượng khí CH₄ thoát ra so với việc sử dụng các loại phân hữu cơ khác, biến nó thành một giải pháp toàn diện để giảm cường độ phát thải trong nông nghiệp.
Hiện nay, việc khai thác tiềm năng của bèo hoa dâu (Azolla) đòi hỏi các nghiên cứu chuyên sâu hơn để vượt qua những thách thức từ môi trường. Ưu tiên hàng đầu là sàng lọc các chủng bèo hoa dâu có khả năng cố định đạm hiệu quả nhất từ nhiều vùng sinh thái khác nhau. Song song đó, cần sử dụng các kỹ thuật sinh học phân tử để đánh giá khả năng chống chịu của chúng trước các điều kiện bất lợi như độ mặn cao, ô nhiễm kim loại nặng, và bức xạ tia cực tím (UV-B). Mục tiêu cốt lõi là tạo ra các giống bèo hoa dâu thế hệ mới có khả năng thích ứng tốt hơn với sự thay đổi của môi trường, đặc biệt là về nhiệt độ và độ pH của đất.
Bèo hoa dâu là một giải pháp chi phí thấp, hiệu quả cao và thân thiện với môi trường. Tiềm năng của nó trong việc giải quyết các thách thức kép về an ninh lương thực và biến đổi khí hậu là rất lớn. Trong tương lai, các nỗ lực nghiên cứu cần tập trung vào việc: phát triển các giống có khả năng chống chịu tốt hơn với sự thay đổi của môi trường (nhiệt độ, độ mặn, ô nhiễm); ứng dụng công nghệ sinh học và di truyền để tối ưu hóa hiệu quả của bèo hoa dâu; nâng cao nhận thức và chuyển giao kỹ thuật cho nông dân để nhân rộng mô hình này. Việc khai thác tiềm năng của “siêu thực vật” bèo hoa dâu không chỉ giúp cải thiện sức khỏe đất và tăng năng suất cây trồng mà còn đóng góp trực tiếp vào mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính, hướng tới một tương lai nông nghiệp bền vững trên toàn cầu.
Nguồn: P.T.T (NASTIS)
Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT, Hoa Kỳ) cùng các đồng nghiệp vừa lần đầu tiên đặc trưng hóa trực tiếp cấu trúc nguyên tử ba chiều của một vật liệu sắt điện relaxor – nhóm vật liệu đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ nhưng vẫn còn nhiều đặc điểm chưa được làm sáng tỏ. Kết quả nghiên cứu, công bố trên tạp chí Science, được kỳ vọng sẽ giúp hoàn thiện các mô hình thiết kế vật liệu cho các thiết bị tính toán, lưu trữ năng lượng và cảm biến thế hệ mới.
Vật liệu sắt điện relaxor từ lâu đã được sử dụng trong nhiều công nghệ như máy siêu âm y tế, micro, hệ thống sonar, cảm biến và các bộ truyền động trong lĩnh vực quốc phòng. Những tính chất đặc biệt của chúng được cho là bắt nguồn từ cấu trúc nguyên tử ở quy mô nanomet. Tuy nhiên, chính cấu trúc này lại nằm ngoài khả năng quan sát trực tiếp của các phương pháp đo lường hiện có. Các mô hình lý thuyết tiên tiến cho rằng khi chịu tác động của điện trường, sự tương tác giữa các nguyên tử mang điện tích trái dấu trong các vùng nano khác nhau sẽ tạo nên khả năng lưu trữ năng lượng và cảm biến vượt trội của vật liệu. Dù vậy, bản chất và cách sắp xếp của các vùng nano này vẫn chưa được xác định rõ.
Trong nghiên cứu mới, nhóm MIT đã sử dụng một kỹ thuật gọi là chụp ảnh ptychography điện tử nhiều lớp (multislice electron ptychography – MEP). Phương pháp này sử dụng một chùm electron năng lượng cao có kích thước nanomet quét qua bề mặt vật liệu, đồng thời ghi lại các mẫu nhiễu xạ điện tử tạo ra trong quá trình tương tác. Từ các vùng quét chồng lấn, các nhà nghiên cứu có thể tái dựng cấu trúc nguyên tử ba chiều với độ phân giải rất cao. Đối tượng được lựa chọn là hợp kim chì magnesium niobate – chì titanate, một trong những vật liệu sắt điện relaxor tiêu biểu hiện đang được sử dụng trong các cảm biến, bộ truyền động và nhiều hệ thống công nghệ có yêu cầu cao về độ chính xác.
Kết quả nghiên cứu mang lại những phát hiện ngoài dự đoán. Trong nhiều năm, các mô phỏng cho rằng bên trong vật liệu tồn tại những vùng nano điện tích đơn cực tương đối biệt lập. Tuy nhiên, dữ liệu thực nghiệm cho thấy cấu trúc thực tế phức tạp hơn nhiều. Thay vì các vùng đơn cực riêng lẻ, vật liệu chứa những vùng đa cực với mức độ tổ chức cao và các kiểu sắp xếp chưa từng được ghi nhận trước đây. Phát hiện này đặt ra yêu cầu xem xét lại một số giả định lâu nay về cơ chế hoạt động của vật liệu sắt điện relaxor.
Theo Giáo sư James LeBeau, tác giả liên hệ của nghiên cứu và là giáo sư khoa học vật liệu tại MIT, việc hiểu chính xác cấu trúc bên trong vật liệu sẽ giúp các nhà khoa học dự đoán và thiết kế tốt hơn những đặc tính mong muốn. Dù cộng đồng nghiên cứu đã đạt nhiều tiến bộ trong việc kỹ thuật hóa các vật liệu sắt điện relaxor, khả năng dự đoán chính xác vẫn phụ thuộc vào mức độ đúng đắn của các mô hình mô tả cấu trúc của chúng.
Khám phá này có ý nghĩa thực tiễn quan trọng. Việc kiểm soát tốt hơn các đặc tính của vật liệu sắt điện relaxor có thể dẫn tới những hệ thống lưu trữ năng lượng hiệu quả hơn, các cảm biến có độ nhạy cao hơn và các linh kiện điện tử hoạt động chính xác hơn. Trong bối cảnh nhu cầu về thiết bị siêu âm, sonar và cảm biến trong y tế, công nghiệp và quốc phòng tiếp tục gia tăng, những hiểu biết mới ở cấp độ nguyên tử có thể trở thành cơ sở cho việc phát triển thế hệ thiết bị tiếp theo.
Nguồn: NPA (Theo MIT News), NASTIS
Việt Nam không thiếu những công trình khoa học có giá trị ứng dụng, cũng không thiếu các nhà khoa học tâm huyết theo đuổi nghiên cứu trong nhiều thập niên. Thế nhưng, từ một kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đến một sản phẩm hiện diện trên thị trường vẫn là chặng đường dài với vô vàn rào cản.
Theo GS.TS. Đặng Diễm Hồng, nguyên Trưởng phòng Công nghệ tảo, Viện Công nghệ Sinh học, khó khăn lớn nhất không nằm ở việc tạo ra tri thức mới mà ở khả năng biến tri thức ấy thành giá trị kinh tế và sản phẩm phục vụ đời sống.
Trong hơn bốn thập niên gắn bó với lĩnh vực công nghệ vi tảo, GS.TS. Đặng Diễm Hồng đã chứng kiến nhiều công trình nghiên cứu được đầu tư công phu, tạo ra những kết quả khoa học có giá trị nhưng cuối cùng vẫn chưa thể đi xa hơn cánh cửa phòng thí nghiệm. Những trăn trở đó được bà chia sẻ trong tham luận về những khó khăn khi đưa kết quả nghiên cứu từ phòng thí nghiệm vào sản xuất, kinh doanh.
Theo GS.TS. Đặng Diễm Hồng, một trong những ngộ nhận phổ biến hiện nay là cho rằng nghiên cứu thành công đồng nghĩa với khả năng thương mại hóa. Trên thực tế, phần lớn kết quả khoa học mới chỉ được kiểm chứng ở quy mô nhỏ, trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát chặt chẽ. Trong khi đó, doanh nghiệp lại cần các công nghệ có thể vận hành ổn định ở quy mô bán công nghiệp hoặc công nghiệp với chi phí hợp lý và khả năng sinh lợi rõ ràng.
Khoảng cách giữa hai môi trường này rất lớn. Một quy trình hoạt động hiệu quả trong ống nghiệm, chai lọ hoặc hệ thống nuôi cấy quy mô nhỏ chưa chắc có thể duy trì hiệu quả khi mở rộng lên hàng trăm hoặc hàng nghìn mét vuông sản xuất. Chính vì vậy, nhiều công nghệ dù đạt kết quả tốt trong nghiên cứu vẫn gặp khó khăn khi chuyển sang giai đoạn ứng dụng.
Bà cho rằng để một công nghệ có thể đi vào sản xuất, điều kiện tiên quyết là phải giải quyết được nhu cầu thực tế của doanh nghiệp. Tuy nhiên, có một yếu tố còn quan trọng hơn là xây dựng được niềm tin giữa nhà khoa học và doanh nghiệp. Đây là điều nghe có vẻ đơn giản nhưng trên thực tế lại vô cùng khó khăn.
Doanh nghiệp luôn quan tâm đến hiệu quả đầu tư, trong khi nhà khoa học thường tập trung vào giá trị chuyên môn và tính mới của công nghệ. Nếu hai bên không tìm được tiếng nói chung, quá trình hợp tác rất dễ đổ vỡ ngay từ những bước đầu tiên. Theo GS.TS. Đặng Diễm Hồng, việc tìm được một doanh nghiệp có cùng chí hướng, sẵn sàng đầu tư dài hạn cho khoa học và công nghệ, đồng thời chấp nhận đồng hành trong quá trình hoàn thiện công nghệ là điều không dễ dàng.
Thực tế này cũng khiến nhiều người đặt câu hỏi về vai trò của sở hữu trí tuệ trong thương mại hóa kết quả nghiên cứu. Theo nữ giáo sư, bằng sáng chế hay giải pháp hữu ích chỉ là một phần của công nghệ. Trong nhiều trường hợp, thứ tạo nên giá trị thực sự lại là “know-how” những kinh nghiệm, bí quyết kỹ thuật và tri thức tích lũy được trong suốt quá trình nghiên cứu mà không thể hiện đầy đủ trong hồ sơ đăng ký sở hữu trí tuệ.
Bà gọi đó là “tri thức ẩn”, một loại tài sản vô hình nhưng có ý nghĩa quyết định đối với khả năng triển khai công nghệ. Khi doanh nghiệp tìm đến nhà khoa học, điều họ cần không chỉ là bản mô tả sáng chế mà còn là người có khả năng giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình sản xuất. Chính vì vậy, nhiều công nghệ chỉ có thể thành công khi nhà khoa học tiếp tục đồng hành cùng doanh nghiệp trong giai đoạn hoàn thiện và mở rộng quy mô.
Từ thực tiễn nghiên cứu, GS.TS. Đặng Diễm Hồng cho rằng sở hữu trí tuệ hiện nay đang đối mặt với nhiều bất cập. Thời gian thẩm định và cấp văn bằng bảo hộ còn kéo dài, trong khi việc định giá công nghệ vẫn là khoảng trống lớn. Không nhiều tổ chức hoặc chuyên gia đủ năng lực để đánh giá chính xác giá trị của một công nghệ mới. Vì thế, nhà khoa học thường phải tự định giá kết quả nghiên cứu của mình, dẫn đến nguy cơ bị thiệt thòi hoặc không đạt được thỏa thuận với doanh nghiệp.
Một vấn đề khác là phần lớn doanh nghiệp Việt Nam thuộc nhóm nhỏ và vừa, nguồn lực tài chính hạn chế nên khó đầu tư cho các công nghệ cần thời gian dài để hoàn thiện và thu hồi vốn. Theo kinh nghiệm của bà, chỉ khoảng từ 1% đến 5% doanh nghiệp có đủ tiềm lực để tiếp tục đầu tư cho quá trình hoàn thiện công nghệ từ quy mô phòng thí nghiệm lên quy mô công nghiệp.
Đó cũng là lý do nhiều bằng sáng chế được cấp nhưng không tìm được đầu ra. Trong bài tham luận, GS.TS. Đặng Diễm Hồng dẫn chứng một số công nghệ đã được bảo hộ nhiều năm nhưng vẫn chưa thể chuyển giao thành công. Chẳng hạn, quy trình sản xuất biodiesel từ chủng vi tảo biển Schizochytrium mangrovei PQ6 được nộp đơn từ năm 2010 và được cấp bằng năm 2013 nhưng đến nay vẫn chưa bán được. Tương tự, quy trình chiết tách squalene từ sinh khối vi tảo được cấp bằng từ năm 2018 hay công nghệ nuôi trồng vi tảo Haematococcus pluvialis giàu astaxanthin được bảo hộ từ năm 2017 cũng chưa tìm được đối tác tiếp nhận phù hợp.
Trong khi đó, những công nghệ giải quyết trực tiếp bài toán sản xuất lại có cơ hội thương mại hóa cao hơn. Điển hình là quy trình sản xuất chế phẩm từ lá bàng và lá ổi có khả năng kiểm soát vi sinh vật trong nuôi trồng Spirulina platensis quy mô công nghiệp đã được doanh nghiệp tiếp nhận và mang lại nguồn thu từ chuyển giao công nghệ. Tương tự, quy trình sản xuất phycocyanin từ sinh khối tươi Spirulina platensis cũng đã tạo ra giá trị kinh tế thực tế.
Những ví dụ này cho thấy giá trị của một công nghệ không chỉ nằm ở hàm lượng khoa học mà còn phụ thuộc vào mức độ phù hợp với nhu cầu thị trường, khả năng triển khai và hiệu quả kinh tế mà nó mang lại.
Từ năm 2016, nhóm nghiên cứu của GS.TS. Đặng Diễm Hồng bắt đầu thay đổi cách tiếp cận đối với sở hữu trí tuệ. Thay vì chỉ tập trung vào số lượng bằng sáng chế, nhóm chú trọng nhiều hơn đến việc tích lũy tri thức ẩn, hoàn thiện quy trình công nghệ và đồng hành cùng doanh nghiệp trong quá trình sản xuất thực tế.
Theo bà, điều quan trọng nhất đối với nhà khoa học không phải là sở hữu bao nhiêu bằng sáng chế mà là khả năng tạo ra những công nghệ thực sự được xã hội và doanh nghiệp sử dụng. Để làm được điều đó, nhà khoa học phải kiên trì theo đuổi nghiên cứu cơ bản, xây dựng các quy trình có độ tin cậy cao, liên tục cập nhật tri thức mới và sẵn sàng tham gia hoàn thiện công nghệ ở quy mô sản xuất.Sau hơn 40 năm nghiên cứu công nghệ vi tảo theo định hướng ứng dụng, điều mà GS.TS. Đặng Diễm Hồng đúc kết được là quá trình thương mại hóa khoa học và công nghệ đòi hỏi sự bền bỉ không kém quá trình nghiên cứu. Một công trình khoa học chỉ thực sự hoàn thành khi sản phẩm của nó bước ra khỏi phòng thí nghiệm, được doanh nghiệp tiếp nhận và tạo ra giá trị cho xã hội.
“Nhà khoa học và doanh nghiệp cần xây dựng mối quan hệ hợp tác cùng có lợi, cùng chia sẻ trách nhiệm và lợi ích. Chỉ khi đó, những kết quả nghiên cứu mới có cơ hội đi xa hơn các bài báo khoa học hay bằng sáng chế để trở thành sản phẩm phục vụ đời sống”, bà nhấn mạnh
Các nhà khoa học tại Trường Y, Đại học Duke (Hoa Kỳ) phát hiện rằng các dây thần kinh bị tổn thương có thể được phục hồi bằng cách cung cấp cho chúng các ti thể khỏe mạnh – những “nhà máy năng lượng” siêu nhỏ bên trong tế bào. Nghiên cứu, công bố trên tạp chí Nature, mở ra một hướng hoàn toàn mới để điều trị đau thần kinh mãn tính từ gốc rễ.
Hàng triệu người trên thế giới đang sống chung với đau thần kinh mãn tính – tình trạng khiến ngay cả một cái chạm nhẹ cũng có thể trở nên đau đớn dữ dội. Từ lâu, giới khoa học đã nghi ngờ loại đau này có liên quan tới việc các ti thể trong dây thần kinh bị tổn thương không còn hoạt động bình thường. Tuy nhiên, việc khắc phục tình trạng này vẫn là một thách thức lớn.
Sử dụng mô người và các mô hình trên chuột, nhóm nghiên cứu tại Đại học Duke phát hiện rằng việc bổ sung ti thể khỏe mạnh giúp giảm đáng kể cơn đau liên quan tới bệnh thần kinh do tiểu đường và tổn thương thần kinh do hóa trị. Trong một số trường hợp, hiệu quả giảm đau kéo dài tới 48 giờ. Thay vì chỉ che lấp triệu chứng, hướng tiếp cận này có thể tác động tới nguyên nhân sâu xa của bệnh bằng cách khôi phục nguồn năng lượng cho tế bào thần kinh.
Nghiên cứu cũng làm sáng tỏ vai trò mới của các tế bào thần kinh đệm vệ tinh. Các tế bào này dường như có khả năng vận chuyển ti thể tới tế bào thần kinh cảm giác thông qua những cấu trúc siêu nhỏ gọi là ống nano đường hầm. Khi quá trình chuyển giao này được tăng cường, hoặc khi ti thể khỏe mạnh được đưa trực tiếp vào mô thần kinh, cơn đau giảm đi nhờ chức năng năng lượng của tế bào được phục hồi.
Theo GS Ru-Rong Ji, tác giả chính của nghiên cứu và Giám đốc Trung tâm Y học Đau chuyển dịch thuộc Khoa Gây mê, Đại học Duke, việc cung cấp nguồn ti thể mới cho các dây thần kinh tổn thương – hoặc thúc đẩy chúng tự tạo thêm ti thể – có thể giúp giảm viêm và hỗ trợ quá trình chữa lành. Ông cho rằng hướng tiếp cận này mở ra khả năng điều trị đau theo cơ chế hoàn toàn mới.
Phát hiện này cũng củng cố các bằng chứng ngày càng nhiều cho thấy tế bào trong cơ thể có thể trao đổi ti thể với nhau – một cơ chế đang được xem là hệ thống hỗ trợ tự nhiên của cơ thể và có thể liên quan tới nhiều tình trạng như béo phì, ung thư, đột quỵ hay đau mãn tính. Nhóm nghiên cứu cho biết vẫn cần thêm các nghiên cứu, bao gồm chụp ảnh độ phân giải cao, để hiểu chính xác cách các ống nano vận chuyển ti thể trong mô thần kinh sống.
Nguồn: N.P.A (NASTIS), theo Duke University School of Medicine
Một nghiên cứu mới tại Brazil đã gióng lên hồi chuông cảnh báo về một mối nguy ít được chú ý: sự tích tụ của kháng sinh trong môi trường nước và khả năng xâm nhập vào chuỗi thực phẩm. Không chỉ dừng lại ở việc phát hiện các chất này trong nước sông, các nhà khoa học còn tìm thấy chúng trong cơ thể cá—loại thực phẩm quen thuộc của con người. Đáng lo ngại hơn, một số chất bị cấm sử dụng trong chăn nuôi vẫn xuất hiện, cho thấy ô nhiễm không chỉ tồn tại mà còn dai dẳng theo thời gian.
Trước hết, nghiên cứu cho thấy kháng sinh đã hiện diện rộng rãi trong sông Piracicaba, một con sông lớn tại bang São Paulo. Đây không phải là những dấu vết nhỏ lẻ mà là sự tồn tại của nhiều nhóm kháng sinh khác nhau, bắt nguồn từ hoạt động của con người như y tế và chăn nuôi. Trong điều kiện mùa khô, khi mực nước giảm, các chất ô nhiễm này càng bị cô đặc, làm gia tăng mức độ phơi nhiễm cho sinh vật sống trong sông. Điều đáng chú ý là các chất này không chỉ “trôi nổi” trong nước mà còn tích tụ trong cơ thể cá, cho thấy quá trình tích lũy sinh học đang diễn ra mạnh mẽ. Điều này đồng nghĩa với việc con người có thể gián tiếp hấp thụ kháng sinh thông qua thực phẩm mà không hề hay biết.
Để tìm giải pháp, các nhà khoa học đã thử nghiệm sử dụng một loài thực vật thủy sinh phổ biến là Salvinia auriculata nhằm làm sạch nước. Kết quả ban đầu khá tích cực: loài cây này có khả năng loại bỏ phần lớn một số loại kháng sinh, đặc biệt là enrofloxacin, chỉ trong vài ngày. Cơ chế chính nằm ở hệ rễ, nơi các chất ô nhiễm được hấp thụ và giữ lại. Tuy nhiên, với những hợp chất “cứng đầu” hơn như chloramphenicol, hiệu quả xử lý thấp hơn đáng kể và thời gian tồn tại trong môi trường kéo dài hơn. Điều này cho thấy không phải loại kháng sinh nào cũng có thể được xử lý hiệu quả bằng cùng một phương pháp.
Tuy nhiên, điểm phức tạp của vấn đề nằm ở chỗ: việc giảm nồng độ kháng sinh trong nước không đồng nghĩa với việc giảm rủi ro cho sinh vật. Các thí nghiệm cho thấy mỗi loại kháng sinh có hành vi rất khác nhau khi đi vào cơ thể cá. Enrofloxacin tương đối “dễ xử lý”, ít tích tụ và được đào thải nhanh hơn. Ngược lại, chloramphenicol có xu hướng tồn tại lâu trong cơ thể, tích tụ trong mô và khó bị loại bỏ. Đặc biệt, khi có sự hiện diện của Salvinia auriculata, một nghịch lý xảy ra: dù nước sạch hơn, cá lại có thể hấp thụ kháng sinh nhanh hơn. Nguyên nhân được cho là do cây đã làm thay đổi dạng hóa học của các chất này, khiến chúng trở nên “dễ hấp thụ” hơn đối với sinh vật.
Không dừng lại ở mức độ tích tụ, nghiên cứu còn đi sâu vào tác động sinh học của các chất này. Kết quả cho thấy chloramphenicol có thể gây tổn thương DNA ở cá, thể hiện qua các bất thường trong tế bào máu. Đây là dấu hiệu cho thấy nguy cơ ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe và khả năng sinh sản của sinh vật. Tuy nhiên, một điểm tích cực là khi có sự hiện diện của Salvinia auriculata, mức độ tổn thương này giảm đi đáng kể. Các nhà khoa học cho rằng điều này có thể do cây giúp giảm các chất độc trung gian hoặc giải phóng các hợp chất chống oxy hóa, từ đó hạn chế stress sinh học trong cơ thể cá. Dù vậy, hiệu quả này không áp dụng với tất cả các loại kháng sinh, đặc biệt là những chất bền vững hơn như enrofloxacin.
Từ những kết quả trên, có thể thấy các giải pháp dựa vào tự nhiên như sử dụng thực vật thủy sinh mang lại nhiều tiềm năng, nhưng không phải là “liều thuốc vạn năng”. Một trong những thách thức lớn là xử lý lượng sinh khối sau khi cây đã hấp thụ chất ô nhiễm. Nếu không được thu gom và xử lý đúng cách, chính những cây này có thể trở thành nguồn phát tán kháng sinh trở lại môi trường. Do đó, việc áp dụng các giải pháp này cần đi kèm với quy trình quản lý chặt chẽ.
Nhìn rộng hơn, nghiên cứu này không chỉ phản ánh một vấn đề môi trường mà còn đặt ra câu hỏi lớn về an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng. Sự hiện diện của kháng sinh trong cá cho thấy ranh giới giữa môi trường và bàn ăn của con người ngày càng mong manh. Đồng thời, nó cũng nhấn mạnh rằng các giải pháp xử lý ô nhiễm cần được đánh giá toàn diện, bởi những can thiệp tưởng chừng có lợi đôi khi lại kéo theo những hệ quả ngoài dự kiến.
Nguồn: N.M.P (NASTIS), theo Sciencedaily
