Một nghiên cứu gần đây đã tiết lộ thông tin thú vị về tổ tiên của khoai tây hiện đại. Theo đó, tổ tiên của loài củ này là kết quả của sự lai ghép tự nhiên diễn ra cách đây 9 triệu năm giữa một loài cà chua hoang và một họ hàng xa có tên Etuberosum. Sự kiện này đã tạo ra một loài thực vật mới có khả năng hình thành củ, cơ quan lưu trữ dinh dưỡng giúp cây trồng thích nghi với môi trường lạnh giá dần tại dãy Andes.

Trong công bố trên tạp chí khoa học Cell, một nhóm các nhà sinh học tiến hóa và chuyên gia giải mã gene quốc tế đã trình bày lời giải bất ngờ về nguồn gốc của khoai tây. Họ đã phân tích 450 bộ gene từ các giống khoai tây hoang và thuần hóa, và kết quả cho thấy khoảng 14 triệu năm trước, cà chua hoang và Etuberosum từng cùng tách ra từ một tổ tiên chung.

Đến khoảng 9 triệu năm trước, sự lai giống tự nhiên giữa hai nhánh này đã tạo ra loài cây có khả năng mọc củ, tiền thân của khoai tây hiện đại. Etuberosum chỉ gồm 3 loài, có hình dáng hoa và lá giống khoai tây nhưng không mọc củ. Các loài này hiện nay chỉ xuất hiện ở một số nơi biệt lập như đảo Juan Fernández giữa Thái Bình Dương và rừng nhiệt đới ở Chile.

Việc tiến hóa để mọc củ đã giúp khoai tây có lợi thế vượt trội trong môi trường khắc nghiệt, từ đó mở rộng chủng loài và tạo nên sự đa dạng phong phú như ngày nay. Giáo sư Sanwen Huang, chủ tịch Viện Khoa học nông nghiệp nhiệt đới Trung Quốc, trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ rằng khám phá gene ẩn sau củ khoai tây có thể giúp các nhà nghiên cứu tạo ra giống khoai mới thích nghi tốt hơn với biến đổi khí hậu, sâu bệnh hay khô hạn.

Hiện đã có hơn 100 loài khoai tây hoang mọc củ, dù không phải loài nào cũng ăn được do chứa độc tố. Khoai tây hiện là cây lương thực quan trọng thứ ba toàn cầu, chỉ sau lúa mì và lúa gạo, góp phần vào 80% lượng calo nhân loại tiêu thụ. Hiểu được nguồn gốc tiến hóa của khoai tây có thể giúp các nhà nghiên cứu tạo ra giống khoai mới với đặc tính tốt hơn.

Tổ chức Lương nông của Liên Hiệp Quốc (FAO) đã quyết định lấy năm 2008 là Năm quốc tế khoai tây, nhằm tôn vinh giá trị của loại củ này. Khoai tây vẫn là cứu cánh tại nhiều vùng khô hạn, mùa hè ngắn và địa hình cao, nơi mà lúa hay ngô không thể trồng được. Và nguồn gốc kỳ lạ của loài củ này, một sự kết hợp tình cờ giữa hai giống cây chẳng liên quan, lại chính là điều khiến nó đặc biệt.

Một phát hiện mới trong lĩnh vực sinh học tế bào đã đưa đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về các hoạt động nội bào. Các nhà khoa học đã xác định được một cấu trúc mới trong tế bào người, được gọi là hemifusome, hoạt động như một trạm trung chuyển nội bào quan trọng giúp tế bào sắp xếp, loại bỏ và tái chế các vật liệu bên trong.

Công bố trên Nature Communications mô tả hemifusome như một bào quan hoàn toàn mới, được bao bọc bởi màng và xuất hiện phổ biến ở nhiều loại mô, từ người đến chuột và khỉ. Cấu trúc này đóng vai trò hỗ trợ tế bào sắp xếp, đóng gói, vận chuyển và xử lý các vật chất bên trong.

Hemifusome được phát hiện thông qua kỹ thuật cryo-electron tomography (cryoET), một phương pháp hiện đại kết hợp đông lạnh siêu nhanh và kính hiển vi điện tử. Mẫu mô được làm lạnh đột ngột nhằm tránh biến dạng, sau đó chiếu electron để tạo hàng loạt ảnh 2D, rồi dựng thành mô hình 3D chi tiết ở cấp độ gần phân tử.

Các nhà nghiên cứu tin rằng hemifusome có thể giữ vai trò quan trọng trong việc vận chuyển protein hoặc xử lý chất thải, những cơ chế sống còn để duy trì cân bằng nội bào. Khi quá trình này bị rối loạn, tế bào có thể tích tụ độc tố hoặc truyền sai tín hiệu, nguyên nhân phổ biến trong nhiều bệnh lý di truyền, thoái hóa hoặc ung thư.

Tiến sĩ Seham Ebrahim, nhà sinh lý học tế bào tại Đại học Virginia (Mỹ), thành viên nhóm khoa học, cho biết việc phát hiện hemifusome giống như khám phá một trung tâm phân loại mới bên trong tế bào. Khi quá trình này rối loạn, nó có thể liên quan đến các bệnh lý ảnh hưởng trên diện rộng đến cơ thể.

Trong thời gian tới, các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu xem cấu trúc này hoạt động thế nào trong tế bào khỏe mạnh và thay đổi ra sao trong bệnh lý. Những hiểu biết mới có thể là chìa khóa để phát triển phương pháp điều trị cho các bệnh phức tạp liên quan đến di truyền, chuyển hóa hoặc ung thư.