Thế giới tuần qua

45

Giờ đây, con người có thể điều khiển drone bằng não, các nhà khoa học tìm ra cách mới để điều trị lao phổi, còn vi khuẩn đường ruột lại có thể tạo ra điện! Khoa học tuần này mang lại nhiều thông tin “giật gân” và hấp dẫn.

Lái ba phi cơ chiến đấu cùng lúc từ xa

Năm 2015, DARPA công bố đã phát triển một con chip cho phép một người phụ nữ bại liệt có thể lái phi cơ chiến đấu qua thiết bị giả lập. Ảnh: Getty Images.

Năm 2015, Cơ quan Nghiên cứu các Dự án Phòng thủ Tiên tiến (DARPA) của Bộ Quốc phòng Mỹ tuyên bố đã phát triển một con chip giúp Jan Scheuermann, một người phụ nữ bại liệt, lái phi cơ chiến đấu qua thiết bị giả lập. Theo bài đăng trên tạp chí Wired, để làm được điều đó, họ đã sử dụng 96 điện cực vi mô để gắn một cảm biến vào não Scheuermann. Các điện cực ghi nhận tín hiệu từ vỏ não vận động của chị, từ đó DARPA sẽ tái lập trình tín hiệu để Scheuermann có thể điều khiển một máy bay chiến đấu giả lập thay vì cánh tay giả của chị. Con chip mà DARPA mới công bố gần đây cũng sử dụng công nghệ tương tự, nhưng mở rộng phạm vi điều khiển của người dùng lên.

Lái một máy bay bằng não có vẻ còn hơi đơn giản, nên để nâng tầm ứng dụng của công nghệ điều khiển từ xa này, DARPA mới đây đã công bố một công nghệ mới cho phép phi công sử dụng chip gắn trong não để điều khiển cùng lúc ba drone hoặc ba phi cơ chiến đấu.

“Về bản chất, sự khác biệt nằm ở chỗ: Thay vì chỉ có một bộ điều khiển trong não, ta có thể thật sự trò chuyện, tương tác với nhiều thiết bị bay cùng lúc để biết tình hình thực tế trên bầu trời, các mối đe dọa tiềm ẩn và cách xử lý chúng,” theo báo cáo trên website Defense One.

Dựa trên nghiên cứu trước đó về giao diện não – máy, con chip mới của DARPA sẽ cải thiện quá trình liên lạc giữa phi công và máy bay so với con chip cũ.

Trong khi điều khiển nhiều thiết bị bay cùng lúc, phi công sẽ nhận được dữ liệu cần thiết từ mỗi thiết bị để điều chỉnh phù hợp. Không chỉ áp dụng trong lái máy bay, con chip này còn có thể được ứng dụng vào chế tạo tay chân giả để tương tác tốt hơn và điều khiển cơ thể dễ dàng hơn.

Thuốc điều trị lao phổi mới

Ảnh X-quang màu chụp phổi của một bệnh nhân đã sử dụng các van phế quản (endobronchial valve) để điều trị lao. Hình ảnh và chú thích: Getty Images.

Các nhà khoa học ở Đại học Manchester đã phát triển một loại thuốc mới điều trị bệnh lao ngoài kháng sinh. Đây là lần đầu tiên người ta ghi nhận một công trình loại này. Theo đó, nó sẽ có tiềm năng khắc phục vấn đề kháng-kháng sinh ngày càng tăng hiện nay.

Bên cạnh đó, theo như thử nghiệm trên động vật, sử dụng loại thuốc này tốt cho sức khoẻ hơn quy trình điều trị từ 6 đến 8 tháng bằng kháng sinh mạnh với những tác dụng phụ khó chịu. Tuy nhiên, sau quá trình điều trị căng thẳng như vậy vẫn có 20% bệnh nhân lao có nguy cơ tái phát bệnh. Theo Manchester, 1,7 triệu người trên thế giới chết vì bệnh lao hàng năm và 7,3 triệu người đã được chẩn đoán mắc lao trong năm 2018.

Thay vì tấn công trực tiếp vào vi khuẩn gây bệnh lao, loại thuốc mới sẽ đi đường vòng và nhắm vào hệ thống phòng thủ của nó. Vi khuẩn gây bệnh lao, Mycobacterium tuberculosis (MTB), tiết ra các phân tử gọi là tác nhân gây độc (virulence factor). Đây được coi là “vũ khí bí mật” của bệnh lao khi chúng ngăn chặn hệ miễn dịch phản ứng kịp thời với quá trình nhiễm độc. Dựa trên nguyên tắc đó, nhóm nghiên cứu tại Manchester đã phát triển một loại thuốc để chặn hoạt động của một dạng tác nhân gây độc đặc biệt. Sau quá trình chặn này, tế bào bạch cầu có thể rút ngắn thời gian nhận diện và tấn công vi khuẩn gây bệnh nhanh hơn. Họ hy vọng có thể tiến hành thử nghiệm thuốc trên người trong ba hoặc bốn năm tới.

Vi khuẩn đường ruột phát điện

Vi khuẩn đường ruột tạo ra điện mang lại triển vọng khai thác điện năng từ các nhà máy xử lý chất thải. Ảnh: Getty Images.

Vi khuẩn Listeria monocytogene, tác nhân gây ra bệnh Listeriosis, không chỉ gây khó chịu bụng mà còn “sản xuất điện trong bụng”, theo các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Berkeley, Hoa Kỳ. Họ xác định nó là một trong những chủng vi khuẩn đường ruột có khả năng phát điện.

Vi khuẩn phát điện không phải là phát hiện mới mà đã từng được tìm thấy trong những môi trường đặc biệt, giàu khoáng chất như trong quặng mỏ. Theo báo cáo kết quả trên Nature, nhóm nghiên cứu tại Berkeley phát hiện ra rằng loại vi khuẩn phát điện này còn tồn tại trong chính là bụng của chúng ta.

Cụ thể, họ nhận thấy rằng những vi khuẩn gây ra nhiều bệnh và vi khuẩn liên quan đến quá trình lên men, như Lactobacilli, sản xuất điện rất tốt. Nghiên cứu này làm tăng tiềm năng khai thác điện từ các nhà máy xử lý chất thải. Không chỉ vậy, nó còn đặt ra những câu hỏi thú vị về mối quan hệ giữa điện và hương vị của những sản phẩm lên men phổ biến như pho mai hay bắp cải muối.

Berkeley giải thích: “Giống như lý do vì sao chúng ta hít thở khí ô-xy, vi khuẩn tạo ra điện cũng là để loại bỏ các electron hình thành trong quá trình trao đổi chất và hỗ trợ tạo ra năng lượng”. Tuy vậy, chúng không thể chuyển hóa electron thành khí ô-xy trong môi trường không có khí này. Do đó, trong những môi trường thiếu ô-xy như mỏ khai khoáng, vi khuẩn chuyển đổi electron thành khoáng chất bên ngoài tế bào như sắt, mangan và tạo ra một dòng điện nhỏ trong quá trình đó. Tương tự, vi khuẩn trong môi trường ruột sử dụng chất nhận electron là flavin để tạo ra dòng điện với sản lượng tương đối.

Hy vọng mới trong điều trị ung thư

Nghiên cứu này tập trung vào một đột biến trong vùng gen khởi động TERT, có chức năng điều chỉnh hoạt động gen. Ảnh: Getty Images.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, San Francisco (UCSF) gần đây công bố rằng họ đã tìm ra cách sử dụng công cụ biến đổi gen CRISPR để tắt “công tắc bất tử” và khiến cho 50 loại tế bào ung thư ngừng phân bào.

Trọng tâm của nghiên cứu này là một đột biến trong vùng gen khởi động TERT (TERT promoter) có chức năng điều chỉnh hoạt động gen. UCSF cho biết “đây là loại đột biến thường gặp thứ ba trong các bệnh ung thư ở người” và cũng là loại đột biến thường gặp nhất ở bệnh u nguyên bào thần kinh đệm (glioblastoma), một căn bệnh ung thư não nguy hiểm.

Sau khi protein kích hoạt đột biến vùng gen khởi động TERT, tế bào ung thư sẽ trở thành bất tử. Chúng sẽ phân bào không ngừng và không chết đi giống như vòng đời thông thường của đa số tế bào. Nhà nghiên cứu ung thư thần kinh của UCSF, Joseph Costello, đã giám sát một nhóm nghiên cứu vùng gen khởi động TERT. Phát hiện của họ đã được đăng trên tạp chí Cancer Cell.

Nghiên cứu các tế bào ung thư u nguyên bào thần kinh đệm, nhóm đã khoanh vùng một tiểu đơn vị protein là GABP, nguyên nhân gây ra đột biến vùng gen khởi động TERT. Họ phát hiện ra rằng tiểu đơn vị này không cần thiết cho các chức năng tế bào, nên đã vô hiệu nó bằng công cụ CRISPR. Kết quả mang lại khá hứa hẹn.

Vô hiệu GABP “nhanh chóng làm chậm sự phát triển” của tế bào ung thư trong phòng thí nghiệm và trong thử nghiệm trên chuột. Costello đánh giá tiểu đơn vị này là “một hướng nghiên cứu thuốc mới đầy hứa hẹn cho bệnh u nguyên bào thần kinh đệm ác tính, đồng thời có tiềm năng điều trị nhiều bệnh ung thư khác có đột biến vùng gen khởi động TERT”.

Nhịn ăn để chống lão hoá

Trong quá trình ăn ít, chế độ ăn hạn chế carbohydrate, nhịn ăn và tập luyện cường độ mạnh kéo dài, gan sản sinh ra một loại phân tử tan trong nước, có thể chống lão hóa cho hệ thống mạch máu người. Ảnh: Getty Images.

Một nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Bang Georgia (GSU) phát hiện ra rằng một loại phân tử hình thành trong quá trình nhịn ăn hoặc hấp thụ ít calorie có thể chống lão hóa cho hệ thống mạch máu con người. Nghiên cứu của họ được công bố trên tạp chí Molecular Cell.

“Phần quan trọng nhất trong quá trình lão hóa là lão hóa mạch máu,” Ming-Hui Zou, giám đốc Trung tâm Y học Phân tử và Y sinh Lâm sàng thuộc GSU đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu, nói. Khi con người già đi, mạch máu hỗ trợ cho các cơ quan sẽ suy yếu, dẫn đến những tình trạng như bệnh tim mạch, ung thư và Alzheimer. Tuy nhiên, mối liên hệ giữa việc giảm lượng thức ăn và lão hóa là vấn đề ít được nghiên cứu. Đây cũng là trọng tâm nghiên cứu của nhóm Zou.

Cụ thể, họ tập trung vào một phân tử tan trong nước do gan sản xuất “trong quá trình hấp thụ ít thức ăn, chế độ ăn uống hạn chế carbohydrate, nhịn đói hoặc tập luyện cường độ mạnh kéo dài”, theo GSU. Zou cho biết “hợp chất này có thể trì hoãn quá trình lão hóa mạch máu thông qua các tế bào nội mô, thành phần tạo ra bề mặt bên trong của mạch máu và mạch bạch huyết. Nó có thể ngăn chặn một loại lão hóa gọi là senescence hay lão hóa tế bào”, trong đó tế bào lão hóa không thể phân bào và nhân đôi nữa.

Ngược lại, khi người ta ăn quá nhiều, phân tử này sẽ bị ép, dẫn đến đẩy nhanh quá trình lão hóa. Thuyết phục con người nhịn ăn để sống lâu hơn có vẻ là một việc khó khăn, nhưng phòng nghiên cứu của Zou đang tìm kiếm “một hóa chất mới” có khả năng bắt chước đặc tính của phân tử này.

Theo Sam Worley

 

BÌNH LUẬN CỦA BẠN