Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 26/10/2009 16:16 (GMT+7)

Vi khuẩn hình thành dạng sóng khi có tác động của oxy

Trong kết quả nghiên cứu công bố trên tờ Physical Review Letters ngày 12 tháng 5 vừa qua, Albert J. Libchaber, trưởng phòng thí nghiệm Vật lý Vật chất cùng các đồng nghiệp của ông đã cho thấy khi oxy tiếp cận với một nhóm vi khuẩn Escherichia coli thiếu oxy, nhóm này thực hiện một hoạt động chưa từng thấy ở bất kỳ một tổ chức sống nào: chúng tập hợp lại và hình thành một làn sóng thống nhất di chuyển với một vận tốc ổn định và không thay đổi hình dáng trong suốt quá trình. Nhưng trong khi cả khối di chuyển, thì mỗi một con vi khuẩn thành viên lại không hề có bất kì cử động nào.

“Nó giống như một soliton,” Douarche cho biết .“Một sóng đơn độc tự lực”.

Không giống với sóng đại dương với hình dạng nhấp nhô, có thể bị tan ra hoặc xô ngã khi chạm bờ, soliton là dạng sóng duy nhất, tự tồn tại và hoạt động như một phần tử riêng rẽ. Ví dụ, khi hai soliton va vào nhau, chúng sẽ hợp thành một và sau đó lại chia tách làm hai phần tử có hình dáng và vận tốc giống hệt như trước khi va chạm. Soliton đầu tiên được Scott Russell ghi nhận vào năm 1834, ở một kênh đào ở Scotland . Nhà khoa học này đã rất hứng khởi với hình ảnh quan sát được và đuổi theo nó nhiều dặm trên lưng ngựa, sau đó ông cho dựng một thùng nước kích thước 30 foot ở sân nhà và mô tả lại thành công hoạt động của soliton đã thấy.

Công trình bắt đầu khi Douarche cùng các đồng nghiệp đưa vi khuẩn E. coli vào một hộp kín niêm phong và đo thể tích oxy cũng như mật độ vi khuẩn 2 giờ một lần cho tới khi vi khuẩn tiêu thụ hết lượng oxy ban đầu. (Khác với người, vi khuẩn không chết khi thiếu oxy mà chuyển sang trạng thái bất động, sau này khi có tiếp oxy chúng sẽ hoạt động trở lại.) Sau đó các nhà nghiên cứu mở nắp hộp cho oxy tràn vào.

Kết quả là: những con vi khuẩn đang trong trạng thái hoàn toàn im lìm bắt đầu hoạt động; ban đầu là những con ở vòng ngoài, gần với nắp hộp nhất, sau đó dần dần tới những con xa hơn. Một vài giờ sau, chúng bắt đầu phân tách nhau trong không gian: một nhóm cử động và một nhóm không cử động, rồi giao nhau tạo thành một vòng tròn ở khu giáp ranh giữa vùng ít oxy và vùng hoàn toàn không có oxy. Ở đây chúng hình thành một sóng độc lập di chuyển chậm chạp nhưng chắc chắn về phía trung tâm hộp và không thay đổi hình dạng trong suốt quá trình.

Hiệu ứng này kéo dài trong 15 giờ liền và chiếm một khoảng không đáng kể (so với vi khuẩn). Không thể giải thích nguyên nhân hiệu ứng là do xuất hiện protein hay tăng thêm năng lượng trong hệ thống. Thay vào đó, việc hình thành mặt trước của khối vi khuẩn phụ thuộc vào sự phân tán của các con vi khuẩn hoạt động cũng như thời gian cần để những cá thể vi khuẩn thiếu oxy hoàn toàn ngừng cử động (15 phút). Trong hai điều kiện quyết định trên, yếu tố thứ nhất cho phép vi khuẩn di chuyển với vận tốc không đổi, yếu tố thứ hai giúp cho mặt trước giữ nguyên hình dạng.

Tuy nhiên, không chỉ có duy nhất mặt trước được hình thành. “Với tôi, ngạc nhiên lớn nhất là vi khuẩn điều khiển dòng oxy trong khu vực,” Libchaber nói .“Có một hàng vi khuẩn đang chuyển động, nhưng cũng có một hàng oxy đang chuyển động. Và vi khuẩn điều khiển quá trình này một cách rất chính xác với việc hấp thu oxy.”

Theo lý thuyết, oxy là một trong những dạng phân tử khuếch tán nhanh nhất, di chuyển từ khu vực mật độ cao tới khu mật độ thấp, đến nỗi khoảng cách càng xa thì chúng lại càng khuếch tán nhanh hơn. Nhưng đó không phải là điều các nhà khoa học đã quan sát được trong thí nghiệm này. Ngược lại, oxy xâm nhập vào hộp rất chậm chạp theo một đường thẳng. Thời gian và khoảng cách di chuyển của oxy tỉ lệ thuận với nhau. “Điều này không phải vì lí do sinh học,” Libchaber nói. “Đó là vì một quy luật vật lý nào đó. Và nó được sắp xếp tinh vi đến nỗi điều duy nhất được rút ra là chúng ta cần nghiên cứu nhiều hơn về vi khuẩn.”

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Lào Cai: Ra mắt "lá chắn số" CDSH E-learning bảo vệ thanh niên trên không gian mạng
Sáng 6/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai phối hợp cùng Trung tâm Phát triển Khoa học công nghệ và Chăm sóc sức khỏe cộng đồng (YENBAI CDSH) và Câu lạc bộ Trí thức trẻ tổ chức Sự kiện ra mắt Bộ công cụ tự học trực tuyến CDSH E-learning. Sự kiện thuộc khuôn khổ Dự án “Thanh niên trong công tác phòng ngừa rủi ro trên không gian mạng” do Liên minh Châu Âu tài trợ.
Hội nghị Trung ương 4: Phát huy sức sáng tạo con người trong giai đoạn phát triển mới
Phát biểu tại Khai mạc Hội nghị lần thứ Tư Ban Chấp hành Trung ương Đảng, khóa XIV, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm nêu rõ, Hội nghị Trung ương lần thứ Tư vừa phải giải quyết những điều kiện để thực hiện hiệu quả các quyết sách, vừa phải chuẩn bị cơ sở lý luận, tổ chức và con người cho sự phát triển lâu dài của đất nước.
Lào Cai: Thúc đẩy tiếp cận tín dụng xanh trong chuỗi giá trị bảo vệ rừng
Ngày 5/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai phối hợp với Trung tâm Phát triển Khoa học Công nghệ và Chăm sóc sức khỏe cộng đồng (YENBAI CDSH) tổ chức Hội thảo “Tài chính vi mô, tín dụng xanh và khả năng tiếp cận vốn của các chủ thể kinh tế quy mô nhỏ trong chuỗi giá trị bảo vệ rừng”.
Lâm Đồng: Hội thảo Giải pháp phát triển kinh tế ban đêm đến năm 2030
Sáng 1/10, tại Trung tâm Hành chính tỉnh Lâm Đồng, Sở Văn hóa, Thể thao và Du lịch phối hợp với Trường Đại học Kinh tế - Tài chính TP Hồ Chí Minh tổ chức Hội thảo khoa học về phát triển kinh tế ban đêm tỉnh Lâm Đồng. Với sự tham dự của đại diện lãnh đạo UBND tỉnh, lãnh đạo các sở, ban, ngành, địa phương cùng gần 100 chuyên gia, nhà khoa học, nhà quản lý và đại diện cộng đồng doanh nghiệp.
Đắk Lắk: Liên hiệp Hội - Thành viên tích cực của Mặt trận trong giai đoạn mới
Là thành viên của Mặt trận Tổ quốc Việt Nam tỉnh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Đắk Lắk phát huy vai trò tập hợp, đoàn kết đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ, làm cầu nối giữa trí thức với Đảng, Nhà nước và Nhân dân. Trong giai đoạn mới, Liên hiệp Hội tỉnh tăng cường phối hợp, phát huy nguồn lực trí tuệ, góp phần củng cố khối đại đoàn kết và thúc đẩy Đắk Lắk phát triển bền vững.
Đại hội Liên hiệp Hội thành phố Cần Thơ lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031
Trong hai ngày 01 và 02/10/2026, tại thành phố Cần Thơ, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật TP Cần Thơ đã long trọng tổ chức Đại hội đại biểu lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031. ThS. Bùi Minh Châu, nguyên Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ, được bầu giữ chức Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Cần Thơ nhiệm kỳ 2026-2031, Ban Chấp hành gồm 36 thành viên.
Phó Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam tham dự Diễn đàn Vi điện tử Toàn Nga 2026
Từ ngày 27/9 đến 3/10, tại Đại học Khoa học - Công nghệ Sirius, Lãnh thổ Liên bang Sirius, Liên bang Nga, đã diễn ra Diễn đàn Vi điện tử Toàn Nga 2026 - một trong những diễn đàn chuyên ngành lớn của Nga về phát triển vi điện tử, cơ sở linh kiện điện tử và các công nghệ điện tử liên quan.
5 nhà khoa học của Liên hiệp Hội Việt Nam được tôn vinh “Nhà khoa học của Nhà nông” năm 2026
Sáng 2/10/2026, tại Hà Nội, Trung ương Hội Nông dân Việt Nam tổ chức Chương trình tôn vinh “Nhà khoa học của Nhà nông” lần thứ VII và trao giải Cuộc thi “Sáng tạo kỹ thuật Nhà nông” toàn quốc lần thứ XI năm 2026. Trong số 42 cá nhân được tôn vinh năm nay có 5 nhà khoa học do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam giới thiệu.