Giờ đây, các nhà khoa học đã “đánh thức” nấm mốc Penicillium của Fleming và lần đầu tiên giải trình tự bộ gen của nó. Họ nói rằng, thông tin thu thập được có thể giúp ích trong cuộc chiến chống lại tình trạng kháng thuốc kháng sinh.
GS Tim Barraclough tại Khoa Khoa học Đời sống thuộc Đại học Hoàng gia London và Khoa Động vật học tại Đại học Oxford cho biết: “Đáng chú ý là sau ngần ấy thời gian nằm trong tủ đông, nấm mốc 92 tuổi phát triển trở lại khá dễ dàng. Bạn chỉ cần bẻ nó ra khỏi ống và đặt nó vào đĩa petri rồi bỏ đi. Chúng tôi ngạc nhiên nhận ra rằng, chưa có ai giải trình tự bộ gen của Penicillium ban đầu này, bất chấp ý nghĩa lịch sử của nó trong lĩnh vực”.
Fleming phát hiện ra penicillin vào năm 1928 khi đang làm việc tại Trường Y Bệnh viện St. Mary, hiện là một phần của Đại học Hoàng gia London. Nhóm nghiên cứu đã cho Penicillium ban đầu của Fleming mọc lại từ một mẫu đông lạnh được giữ tại bộ sưu tập nuôi cấy tại CABI, nơi sinh sống của 30.000 chủng vi sinh vật, và chiết xuất DNA để giải trình tự. Khuôn đã được cất giữ trong tủ đông ở đó từ năm 1945.
Đây không phải là lần đầu tiên nấm mốc Penicillium mọc lại. Vào năm 2019, nấm được trồng từ chủng ban đầu trong một chuyến tham quan quốc tế mang tính giáo dục tại Trung Quốc và Ấn Độ. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng thông tin di truyền để so sánh nấm mốc của Fleming với hai chủng Penicillium từ Hoa Kỳ được sử dụng để sản xuất kháng sinh trên quy mô công nghiệp.
Họ đã xem xét hai loại gen: Gen mã hóa các enzym mà nấm sử dụng để sản xuất penicillin; và gen điều chỉnh các enzym, như cách kiểm soát số lượng enzym được tạo ra. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Scientific Reports.
GS Tim Barraclough cho biết, họ đang tìm kiếm những điểm khác biệt đã phát triển tự nhiên theo thời gian để làm sáng tỏ cách sản xuất kháng sinh có thể được sửa đổi để hỗ trợ trong cuộc chiến chống lại siêu vi khuẩn.
“Nó có thể cung cấp một số gợi ý về cách chúng tôi có thể thử và cải thiện việc sử dụng hoặc thiết kế thuốc kháng sinh để chống lại vi khuẩn. Đã có rất nhiều nỗ lực tìm kiếm các loại kháng sinh hoàn toàn mới. Nhưng sau khi mỗi loại được đưa vào sử dụng, chúng vẫn sẽ trở nên bị kháng sau một khoảng thời gian 5 - 10 năm” - GS Tim Barraclough chia sẻ.
Nhóm của GS Tim Barraclough đã xem xét các biến thể khả thi tinh vi hơn trong một nhóm thuốc kháng sinh và chúng có thể khác nhau như thế nào về bản chất và liệu chúng ta có thể sử dụng những khác biệt tinh tế hơn đó để thay đổi cán cân một chút trong việc giải quyết những siêu vi khuẩn hay không.
Ban đầu Fleming gặp khó khăn trong việc xác định chính xác chủng nấm tạo ra vòng tròn không có vi khuẩn trong đĩa petri của mình, và trong nhiều năm, một số loài Penicillium đã được xác định là sản xuất ra penicillin.
Trong những năm của thập niên 1930 và 1940, các nhà khoa học ở Anh và Mỹ đã đánh giá nhiều chủng khác nhau để xem liệu loại nào có thể được sử dụng để sản xuất hàng loạt penicillin, và loại thuốc này đã cứu hàng nghìn binh lính và dân thường bị thương trong Thế chiến thứ II.
Trước đó, Fleming nhận ra rằng, khám phá của ông có thể bị đe dọa bởi tình trạng kháng thuốc kháng sinh và cảnh báo về những nguy hiểm tại bài giảng Nobel năm 1945 của ông. Dự báo 10 triệu ca tử vong mỗi năm vào năm 2050 do vi khuẩn đã trở nên vượt trội hơn các loại thuốc tinh vi nhất của chúng ta.
