Vi khuẩn mới làm vaccine kháng lại bệnh virut đầu vàng ở tôm

Việc kiểm soát các bệnh gây ra do virus gây ra trên tôm được xem là một trong những sứ mệnh khó khăn của khoa học do mức độ nguy hiểm và sự phức tạp trong việc phòng trị.

Do đó, các nhà khoa học đã không ngừng tiến hành nhiều phương pháp mới để đưa ra những giải pháp tối ưu nhất cho việc phòng trị bệnh virus. Trong đó, tiêu biểu có thể kể đến là công nghệ can thiệp RNA (RNAi) để biến đổi thế hệ vi tảo Chlamydomonas reinhardtii có khả năng chống lại bệnh virus đầu vàng ở tôm.

Công nghệ can thiệp RNA là gì?

Được xem như một công nghệ mới, hiệu quả cao để chống lại mầm bệnh virus, công nghệ can thiệp RNA (RNAi) sử dụng chuỗi kép (DSRNA) đặc hiệu theo trình tự được thiết kế để phá vỡ các gen quan trọng của virus. Phương pháp này nhằm khai thác khả năng tự nhiên của động vật để chống lại sự xâm nhiễm của mầm bệnh.

Vi tảo xanh Chlamydomonas reinhardtii 

Chlamydomonas reinhardtii. Ảnh nguồn: protist.i.hosei.ac.jp

Các vi tảo xanh Chlamydomonas reinhardtii đã được nghiên cứu và lựa chọn để sản xuất một loạt các phân tử sinh học mang công nghệ RNAi bởi một số đặc điểm cơ bản sau:

- Đây là loài tảo an toàn, không sản xuất nội độc tố và các tác nhân truyền nhiễm. Do đó, sử dụng vi tảo này làm nguyên liệu cho tôm có thể là một lựa chọn thay thế hấp dẫn, không gây lo ngại về rủi ro sức khỏe hoặc ô nhiễm môi trường.

- Lục lạp của C. reinhardtii rất đơn thuần, không chứa các chất phân giải hoặc biến đổi để xử lý DSRNA, cho phép tích lũy DSRNA ở mức độ cao trong cơ quan. Ngoài ra, sự biến đổi lục lạp ở C. reinhardtii xảy ra thông qua tái tổ hợp tương đồng dẫn đến sự tích hợp gen biến đổi ở một vị trí cụ thể, trong khi sự tích hợp vào bộ gen hạt nhân xảy ra ngẫu nhiên gây ra sự bất ổn. Quan trọng hơn, biến đổi lục lạp có thể đạt được bằng cách sử dụng các chủng đột biến không quang hợp, cho phép tạo ra các chất biến đổi không có chất đánh dấu mà không cần dùng kháng sinh để chọn.

Nội dung nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã tạo ra một chất để biến đổi lục lạp C. reinhardtii ổn định thành chủng mới có tên gọi TN72, đồng nhất biểu hiện một DSRNA đặc hiệu với virus gây bệnh đầu vàng trên tôm (YHV) và chứng minh hiệu quả của chất biến đổi tảo như là thức ăn bổ sung để kiểm soát bệnh tôm.

Penaeus vannamei ở giai đoạn sau ấu trùng (PL) 30 đã được sử dụng cho một thử nghiệm cho ăn và thử nghiệm cảm nhiễm virus. Con tôm được thích nghi trong 10 ppt nước biển nhân tạo với sục khí ba ngày trước thí nghiệm.

Tôm được chia ngẫu nhiên thành 4 nhóm (n = 25) với 3 lần lặp lại cho mỗi nhóm được nuôi trong bể thủy tinh chứa 2 L nước biển nhân tạo. 

- Nhóm 1: Âm tính (không điều trị tảo, không gây cảm nhiễm)

- Nhóm 2: Dương tính (chỉ gây nhiễm YHV)

- Nhóm 3: Tôm được cho ăn tảo C. reinhardtii SR - không có biểu hiện DSRNA (mật độ 5 × 105 tế bào/ml nước biển)

- Nhóm 4: Tôm được cho ăn tảo C. reinhardtii PYP - có biểu hiện DSRNA (mật độ 5 × 105 tế bào/ml nước biển).

Vào ngày thứ 3 của thí nghiệm, tôm ở nhóm 2, 3 và 4 được gây cảm nhiễm với mầm bệnh đầu vàng YHV. 

Kết quả đạt được

Sau 8 ngày gây cảm nhiễm, kết quả cho thấy, tỉ lệ sống của tôm cho ăn tảo C. reinhardtii PYP cao nhất trong các nhóm cảm nhiễm (trên 50%). Trong khi, nhóm SR có tỷ lệ tử vong thấp hơn ở ngày 5 và 6. Tuy nhiên, tỷ lệ tử vong sau đó tăng lên mức tương tự như ở nhóm dương tính với YHV (khoảng 84%). Điều này có thể ám chỉ rằng, C. reinhardtii cung cấp các chất dinh dưỡng hoặc các sản phẩm tự nhiên như axit béo không bão hòa đa cho tôm, hỗ trợ chống lại nhiễm virus.

Như vậy, các chất biến đổi lục lạp C. reinhardtii thể hiện của DSRNA được tạo ra trong nghiên cứu này đã cho thấy tiềm năng to lớn như một cách hiệu quả để chống lại các bệnh do virus trong nuôi tôm. Hệ thống này có tiềm năng lớn sẽ được triển khai trong các trại giống sản xuất tôm PL. Ở giai đoạn này, tôm dễ bị thay đổi môi trường và mầm bệnh nhất. Do đó, việc cải thiện sức đề kháng tổng thể đối với mầm bệnh của tôm PL là rất quan trọng để thúc đẩy chăn nuôi bền vững. Kết quả này hứa hẹn việc sử dụng vi tảo như một loại thay thế mới, một nguyên liệu bảo vệ chống virus bổ dưỡng và hiệu quả trong nuôi tôm.