Triển vọng sử dụng Peptide thần kinh trong giải quyết vấn đề lương thực

Vấn đề an ninh lương thực, thực phẩm gần đây bắt đầu được quan tâm hơn, khi mà vào tháng 11 năm 2022, dân số thế giới đã đạt con số đáng kinh ngạc là 8 tỷ người. Để hỗ trợ nhu cầu lương thực ngày càng tăng, người chăn nuôi bò và cừu đang sử dụng các biện pháp can thiệp khoa học để được hỗ trợ. Những phương pháp canh tác hiện đại này có thể tăng cường khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng, được gọi là tăng hiệu quả sử dụng thức ăn để tăng trọng lượng của vật nuôi trong trang trại, nhưng đôi khi có tác dụng phụ gây viêm. Áp dụng các biện pháp can thiệp khoa học hơn nữa có thể điều trị chứng viêm này đồng thời tối đa hóa sản lượng thịt từ những vật nuôi này theo cách lành mạnh hơn. Hơn nữa, các chiến lược khoa học tương tự có thể được khai thác để chống lại bệnh béo phì, một bệnh phổ biến ở thế kỷ 21, đang làm tê liệt hệ thống chăm sóc sức khỏe của nhiều nước và gây ra tử vong sớm. Tìm giải pháp cho những vấn đề toàn cầu này là điều mà Giáo sư Glenn Dorsam và các đồng nghiệp của ông đang nghiên cứu tại Đại học bang North Dakota (NDSU) ở Fargo.

Lấy cảm hứng từ kinh nghiệm nghiên cứu học bổng sau tiến sĩ tại Đại học California San Francisco, Tiến sĩ Glenn Dorsam đã thành lập phòng thí nghiệm của riêng mình tại NDSU vào năm 2004 để tiếp tục nghiên cứu về peptide thần kinh, được gọi là peptide đường ruột vận mạch (VIP), có tác dụng điều chỉnh nhịp sinh học, sinh nhiệt, miễn dịch và trao đổi chất. Trong phòng thí nghiệm, ông và các đồng nghiệp đã tiến hành nghiên cứu về ung thư và miễn dịch học mà cuối cùng đã phát triển để tập trung vào đường tiêu hóa. Nhóm nghiên cứu Dorsam gần đây đã công bố những quan sát về cách VIP, được đưa đến ruột bằng dây thần kinh, đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định hệ vi sinh vật đường ruột – hàng nghìn tỷ vi sinh vật cung cấp năng lượng, vitamin và các chất chuyển hóa có lợi cho con người và vật chủ. Mặc dù đây là một quan sát quan trọng nhưng cơ chế chính xác về cách VIP đạt được hiệu ứng này trên hệ vi sinh vật vẫn chưa được khám phá. Tuy nhiên, phòng thí nghiệm Dorsam đưa ra giả thuyết rằng việc điều khiển các hoạt động tự nhiên của peptide thần kinh VIP có thể đồng thời tăng cường sản xuất thịt động vật và giảm thiểu tình trạng béo phì ở người một cách an toàn và lành mạnh đồng thời giúp nuôi sống con người.

Ấn phẩm nghiên cứu mới nhất của phòng thí nghiệm là nỗ lực hợp tác với phòng thí nghiệm của Giáo sư Khoa học Động vật Kendall Swanson tại NDSU. Nghiên cứu này được dẫn đầu bởi một nghiên cứu sinh và tác giả thứ nhất, Emma Hawley (Phòng thí nghiệm của Dorsam) và Kafi Mia (Phòng thí nghiệm của Swanson). Ngoài ra, nghiên cứu này còn có các đồng tác giả là Tiến sĩ Mustapha Yusuf và Curt Doetkott. Mục tiêu của dự án là tìm cách cải thiện chức năng đường ruột và miễn dịch ở động vật nhai lại trong chế độ ăn hoàn thiện có hàm lượng carbohydrate cao, giống với chế độ ăn điển hình của phương Tây. Trọng tâm của bài viết này là để hiểu rõ hơn về chức năng của VIP và peptide thần kinh chị em của nó, được gọi là polypeptide kích hoạt adenylate cyclase tuyến yên (PACAP), đóng vai trò quan trọng trong cân bằng nội môi hệ vi sinh vật đường ruột và khả năng miễn dịch của vật chủ.

Trong nghiên cứu này, VIP, PACAP và các thụ thể VPAC1, VPAC2 và PAC1 của chúng được đo ở 15 mô khác nhau của động vật nhai lại (ví dụ: bò và cừu) bằng cách sử dụng phản ứng chuỗi polymerase định lượng phiên mã ngược hoặc RT-qPCR; kỹ thuật tương tự được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của COVID-19.

“Thật thú vị khi phát hiện ra rằng có một biểu hiện tương tự đối với các phối tử VIP và PACAP trong não và đường tiêu hóa ở bò và cừu, điều mà chúng ta đã biết trong nhiều năm cũng xảy ra ở người và loài gặm nhấm. Giáo sư Glenn Dorsam cho biết: “Trục ruột-não” của VIP và PACAP ,như các nhà khoa học mô tả về đặc điểm biểu hiện này, dường như nhất quán ở động vật nhai lại. “Vì vậy, có vẻ như VIP và PACAP có thể đang thực hiện các hoạt động sinh học tương tự ở động vật nhai lại cũng như ở người và chuột. Điều thú vị là chúng tôi cũng đo lường biểu hiện của PACAP trong các cơ quan đặc trưng của động vật nhai lại, như dạ cỏ. Vì vậy, không chỉ có thể có sự liên kết chặt chẽ ở tất cả các loài động vật có vú liên quan đến trục ruột-não, mà còn có thể có những vai trò cụ thể ở động vật nhai lại đối với các peptide thần kinh này.”

Trong tương lai, nhóm có kế hoạch kiểm tra xem liệu việc sử dụng VIP cho động vật nhai lại có thể cải thiện sức khỏe của chúng hay không, đồng thời tối đa hóa sản lượng thịt khi áp dụng chế độ ăn hoàn thiện có hàm lượng carbohydrate cao. Nghiên cứu này đã bắt đầu và chúng tôi hy vọng sẽ được đọc về những tiến bộ nông nghiệp mới này trong các tài liệu nghiên cứu trong tương lai từ phòng thí nghiệm Dorsam và Swanson.

Reference

Hawley, E., Mia, K., Yusuf, M., Swanson, K.C., Doetkott, C., Dorsam, G.P. Messenger RNA Gene Expression Screening of VIP and PACAP Neuropeptides and Their Endogenous Receptors in Ruminants. Biology. 2022; 11(10):1512. https://doi.org/10.3390/biology11101512

Full article: https://www.mdpi.com/2079-7737/11/10/1512 

Hiện nay ABT chúng tôi cũng cung cấp các sản phẩm của hãng Solis Biodyne, mời quý khách tham khảo tại: https://solisbiodyne.vn/san-pham/

Công ty TNHH Thiết bị ABT chúng tôi luôn tự tin và tự hào với đội ngũ nhân viên có nhiều năm kinh nghiệm về lĩnh vực sinh học phân tử, đặc biệt là các xét nghiệm liên quan đến xét nghiệm bệnh virus, vi khuẩn trên người, thực phẩm, thủy sản, thú y…Nếu có bất kì thắc mắc hay cần trợ giúp, Quý khách hàng vui lòng liên hệ thông tin dưới đây để được hỗ trợ nhanh chóng: