Một nhóm nhà khoa học Trung Quốc vừa giải mã thành công cơ chế chịu lạnh của Syntrichia caninervis - một loài rêu sa mạc có khả năng sống sót trong điều kiện khắc nghiệt và thậm chí có thể đóng vai trò quan trọng trong công cuộc “cải tạo Sao Hỏa” trong tương lai.

Nghiên cứu trên do Viện Sinh thái và Địa lý Tân Cương, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, thực hiện và đã được công bố trên tạp chí Plant, Cell & Environment ngày 7/2.

Syntrichia caninervis là một loài rêu phổ biến mọc ở môi trường sa mạc khắc nghiệt. (Nguồn: scienceillustrated).

Syntrichia caninervis được biết đến với khả năng chịu khô hạn, nhiệt độ đóng băng và bức xạ gamma. Trước đây, Syntrichia caninervis đã chứng minh có thể sống sót trong điều kiện mô phỏng trên Sao Hỏa, làm dấy lên kỳ vọng về việc ứng dụng loài rêu này trong các sứ mệnh ngoài không gian.

Để tìm hiểu cách rêu thích nghi với cái lạnh, nhóm nghiên cứu đã tiến hành giải trình tự RNA trên các mẫu rêu được ngậm nước và đặt trong môi trường có nhiệt độ 4 độ C và -4 độ C. Họ theo dõi biểu hiện gene theo thời gian để xác định các cơ chế phản ứng với stress lạnh.

Kết quả cho thấy các cơ chế quan trọng như chuyển hóa đường và năng lượng; chuyển hóa lipid và cơ chế chống oxy hóa.

Đặc biệt, hầu hết các gene liên quan đến quang hợp đều hoạt động mạnh hơn khi nhiệt độ giảm, cho thấy loài rêu này có thể tự điều chỉnh quá trình trao đổi chất để sinh tồn trong môi trường lạnh giá.

Phát hiện đáng chú ý nhất trong nghiên cứu là vai trò của nhóm gene A-5 DREB, đặc biệt là ScDREBA5, với cơ chế tự điều hòa hoạt động gấp 1.000 lần khi gặp lạnh. Theo các nhà khoa học, đây có thể là “chìa khóa” giúp loài rêu này sống sót trong điều kiện đóng băng.

Tiến sĩ Li Xiaoshuang, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Nghiên cứu này không chỉ giúp chúng ta hiểu sâu hơn về cơ chế chịu lạnh của Syntrichia caninervis, mà còn cung cấp những dữ liệu quan trọng để phát triển các giống cây trồng có thể chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt".