Khi nhắc đến những sinh vật "bất tử", nhiều người sẽ nghĩ đến gấu nước (tardigrade). Thế nhưng trong thế giới vi sinh, Deinococcus radiodurans mới là cái tên khiến giới khoa học kinh ngạc suốt nhiều thập kỷ. Loài vi khuẩn này có khả năng chịu đựng mức bức xạ ion hóa cao gấp hàng nghìn lần giới hạn gây tử vong đối với con người, đồng thời vẫn sống sót sau môi trường khô hạn kéo dài, nhiệt độ cực thấp, chân không và nhiều điều kiện khắc nghiệt khác.

Ảnh: livescience

Deinococcus radiodurans được phát hiện vào năm 1956 trong một thí nghiệm nhằm khử trùng thực phẩm bằng tia gamma. Điều đáng ngạc nhiên là sau khi bị chiếu xạ ở mức đủ để tiêu diệt hầu hết vi sinh vật, những khuẩn lạc màu hồng cam vẫn tiếp tục phát triển khỏe mạnh. Tên gọi của nó mang ý nghĩa khá trực diện: "Deino" nghĩa là khủng khiếp, "coccus" chỉ dạng cầu và "radiodurans" có nghĩa là "chịu đựng bức xạ".

Ảnh: sprite.phys.ncku.edu

Nếu ADN của con người bị bức xạ phá vỡ thành hàng trăm mảnh, tế bào sẽ nhanh chóng chết đi. Nhưng với D. radiodurans, điều tưởng như không thể lại diễn ra: nó có thể lắp ráp lại toàn bộ bộ gen của mình chỉ trong vài giờ. Bí quyết nằm ở hệ thống sửa chữa ADN cực kỳ hiệu quả, cùng việc sở hữu nhiều bản sao bộ gen trong cùng một tế bào, giúp các đoạn ADN bị đứt gãy được ghép nối lại với độ chính xác đáng kinh ngạc. Ngoài ra, vi khuẩn còn tích lũy lượng lớn mangan và các hợp chất chống oxy hóa, giúp bảo vệ protein khỏi bị tổn thương bởi các gốc tự do sinh ra khi bị chiếu xạ.

Ảnh: old.vscht

Khả năng phi thường ấy khiến Deinococcus radiodurans trở thành đối tượng nghiên cứu đầy hứa hẹn trong nhiều lĩnh vực. Các nhà khoa học đã biến đổi gen của nó để xử lý chất thải phóng xạ chứa kim loại nặng, mở ra triển vọng làm sạch những khu vực ô nhiễm mà các vi sinh vật thông thường không thể tồn tại. Trong y học và công nghệ sinh học, việc tìm hiểu cơ chế sửa chữa ADN của loài vi khuẩn này cũng giúp làm sáng tỏ cách tế bào chống lại tổn thương di truyền.

Thậm chí, D. radiodurans còn được xem là ứng cử viên lý tưởng cho các sứ mệnh không gian dài ngày. Các thí nghiệm bên ngoài Trạm Vũ trụ Quốc tế cho thấy nó có thể tồn tại nhiều năm trong điều kiện chân không và bức xạ vũ trụ. Điều này góp phần củng cố giả thuyết rằng vi sinh vật có thể di chuyển giữa các hành tinh theo các thiên thạch – một ý tưởng được gọi là "thuyết phát tán sự sống" (panspermia).

Dù vậy, Deinococcus radiodurans không phải là sinh vật "không thể chết". Nó vẫn bị tiêu diệt ở nhiệt độ quá cao hoặc trong những điều kiện vượt quá giới hạn sinh học. Nhưng khả năng hồi phục gần như kỳ diệu của nó vẫn khiến các nhà khoa học xem đây là một trong những sinh vật bền bỉ nhất từng được biết đến trên Trái Đất. Từ một vi khuẩn vô tình sống sót trong phòng thí nghiệm, Deinococcus radiodurans đã trở thành biểu tượng cho sức sống mãnh liệt của tự nhiên và là nguồn cảm hứng cho nhiều nghiên cứu về y học, môi trường cũng như hành trình khám phá vũ trụ của con người.