Bước tiến mới trong khai thác polysaccharide sulfate từ rong biển và hải sâm
Đại dương là môi trường sống đa dạng của nhiều sinh vật biển, nơi cung cấp các hợp chất sinh học phong phú có giá trị cho nghiên cứu và ứng dụng, đặc biệt trong lĩnh vực y dược. Trong đó, PS từ rong biển và các loài động vật không xương sống biển là nhóm hợp chất đang nhận được sự quan tâm nghiên cứu. Chúng sở hữu nhiều hoạt tính sinh học nổi bật như kháng viêm, chống ung thư, ngăn ngừa tiểu đường, hạ mỡ máu, tăng cường miễn dịch, chống oxy hóa và chống đông máu. Trên thế giới, PS từ rong và hải sâm đã được nghiên cứu sâu rộng. Tuy nhiên, tại Việt Nam, các nghiên cứu hiện mới tập trung vào một số loài rong nâu và khoảng 7 loài hải sâm, trong khi vùng biển Việt Nam đã xác định được khoảng 800 loài rong và 70 loài hải sâm. Điều này cho thấy tiềm năng khai thác và nghiên cứu PS trong nước còn rất lớn.
Với mục tiêu đóng góp vào kho tàng tri thức về hợp chất sinh học biển cũng như tạo tiền đề khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên biển Việt Nam, ThS. Đinh Thành Trung và nhóm nghiên cứu Viện Hải dương học đã phối hợp với các nhà khoa học Viện Hóa sinh Hữu cơ Thái Bình Dương G. B. Elyakov (PIBOC) - Phân viện Viễn Đông - Viện Hàn lâm Khoa học Nga thực hiện nhiệm vụ: “Nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh học của polysaccharide sulfate và một số hợp chất chuyển hóa từ các sinh vật biển thu thập trong chuyến khảo sát bằng tàu Viện sĩ Oparin lần thứ 8” (mã số: QTRU02.07/23-24).
Chia sẻ về hướng đi mới trong nghiên cứu, ThS. Đinh Thành Trung cho biết: Hiện nay, nghiên cứu về polysaccharide biển không chỉ dừng lại ở việc tìm hiểu cấu trúc và hoạt tính sinh học mà còn mở rộng sang hướng chuyển hóa các hợp chất này để đơn giản hóa cấu trúc, từ đó nâng cao hiệu quả ứng dụng. Các enzyme từ vi sinh vật có khả năng phân cắt đặc hiệu và nhiều đặc tính nổi trội, đang được xem là công cụ hữu hiệu để thực hiện mục tiêu này. Tại Việt Nam, hướng nghiên cứu sử dụng vi sinh vật để tìm kiếm và thu nhận enzyme có khả năng thủy phân polysaccharide vẫn còn khá mới mẻ. Trong đó, các nhà khoa học của Viện Hải dương học là một trong những nhóm tiên phong trong lĩnh vực này.
Các nhà khoa học Việt Nam tham gia chuyến khảo sát lần thứ 8 trên tàu Viện sĩ Akademik Oparin năm 2023
Trong nhiệm vụ này, nhóm nghiên cứu đã công bố dữ liệu mới về các hợp chất sinh học PS từ loài rong biển (Spatoglossum vietnamense) và loài hải sâm (Bohadschia ocellata), đều là những loài lần đầu tiên được nghiên cứu tại Việt Nam. Bằng cách kết hợp nhiều phương pháp từ cổ điển đến hiện đại như phân tích thành phần hóa học, sắc ký trao đổi ion, HPLC, phổ hồng ngoại (IR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), các nhà khoa học đã chiết tách, phân đoạn, xác định thành phần và mô tả sơ bộ cấu trúc của PS từ 2 loài này.
Kết quả cho thấy, các phân đoạn PS từ rong Spatoglossum vietnamense có hoạt tính chống oxy hóa mạnh và ức chế hiệu quả sự phát triển của các dòng tế bào ung thư ruột kết (như HCT-116, HT-29 và DLD-1). Trong khi, PS từ hải sâm Bohadschia ocellata không chỉ có hoạt tính chống đông tụ, ức chế mạnh tế bào ung thư ruột kết DLD-1 mà còn thể hiện khả năng ức chế enzyme PTP1B - loại enzyme liên quan đến các bệnh lý như tiểu đường type 2 và béo phì. Đây là công bố đầu tiên trên thế giới về hoạt tính này của PS hải sâm.
Các kết quả nghiên cứu phân đoạn F2 PS hải sâm B. ocellata
Hoạt tính ức chế sự phát triển tế bào ung thư của các phân đoạn PS rong S. vietnamense
Các nhà khoa học đã bổ sung vào bộ sưu tập vi sinh vật biển của đơn vị hơn 260 chủng vi khuẩn và 86 chủng vi nấm, được phân lập từ các mẫu vật ngoài tự nhiên. Sau khi kiểm tra khả năng tạo ra enzyme để phân giải các chất phức tạp có trong rong biển như fucoidan, alginate và ulvan, kết quả cho thấy: Hơn 70% số chủng vi khuẩn và 26% số chủng vi nấm có thể phân giải alginate, trong khi chỉ 3% số chủng vi khuẩn hoạt động được trên 2 loại chất còn lại. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đã định danh những chủng vi sinh vật có hoạt tính tốt và tiềm năng, bao gồm 4 chủng vi khuẩn thuộc các nhóm Alteromonas, Cobetia, Pseudoalteromonas và 2 chủng vi nấm biển là Aspergillus terreus và Waltergamsia citrina.
Quy trình nghiên cứu vi sinh vật có khả năng sinh enzyme thủy phân polysaccharides
Đánh giá về ý nghĩa của hợp tác quốc tế, ThS. Đinh Thành Trung nhấn mạnh: Những kết quả đạt được không chỉ có giá trị về mặt khoa học mà còn khẳng định vai trò quan trọng của hợp tác quốc tế trong nghiên cứu khoa học. Hợp tác với PIBOC (Nga) đã góp phần quan trọng giúp nhóm nghiên cứu hoàn thành các mục tiêu đề ra. Việc tổ chức các đoàn trao đổi cũng mang lại cơ hội quý để các nhà khoa học Việt Nam được trực tiếp làm việc, học hỏi kinh nghiệm, chia sẻ kiến thức và nâng cao năng lực nghiên cứu.
ThS. Đinh Thành Trung (thứ hai từ trái qua) cùng các đồng nghiệp tại PIBOC
Trong thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục hợp tác với PIBOC để hoàn thiện việc xác định cấu trúc hóa học của các phân đoạn F3, F4 từ polysaccharide chiết xuất từ rong biển Spatoglossum vietnamense và phân đoạn F2 từ hải sâm Bohadschia ocellata. Bên cạnh đó, nhóm cũng dự kiến nghiên cứu mối liên hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học, nhằm định hướng cho các ứng dụng tiềm năng của các hợp chất này. Ngoài ra, một hướng đi quan trọng khác là nghiên cứu enzyme từ những chủng vi sinh vật tiềm năng đã được định danh, với mục tiêu khai thác hiệu quả nguồn enzyme biển phục vụ các lĩnh vực như thực phẩm, mỹ phẩm và y dược.
Thông qua nhiệm vụ hợp tác quốc tế, nhóm kỳ vọng các hoạt động nghiên cứu biển tại Việt Nam sẽ tiếp tục được mở rộng và phát triển toàn diện hơn, hướng tới khai thác hiệu quả nguồn lợi tự nhiên. Những nghiên cứu này không chỉ giúp tạo ra nhiều sản phẩm hữu ích phục vụ đời sống, chăm sóc sức khỏe cộng đồng mà còn đóng góp thiết thực vào phát triển kinh tế đất nước.
Cung cấp tin: Chu Thị Ngân, Trung tâm Dữ liệu và Thông tin khoa học
Xử lý tin: Minh Tâm
