- Giải Nobel hóa học năm nay dành cho các công trình nghiên cứu về quá trình dịch mã ADN của ribosom, chất sản xuất ra các protein điều khiển hóa học của sự sống. Đã có ngọn đuốc soi đường để tổng hợp nhiều chất kháng sinh mới chữa bệnh hiểm nghèo.
Những nghiên cứu cấu tạo và chức năng ribosom
Viện HLKH Hoàng gia Thụy Điển đã quyết định trao tặng giải Nobel Hóa học năm 2009 cho 3 nhà khoa học: Venkatraman Ramakrishnan, Phòng thí nghiệm Sinh học phân tử (thuộc Hội đồng Y khoa), Cambridge, Vương quốc Anh, Thomas A. Steitz, Trường ĐH Yale, New Haven, Hoa Kỳ; Ada E. Yonath, Viện Khoa học Weizman, Rehovot, Israel "về những nghiên cứu cấu tạo và chức năng ribosom".
 |
Bên trong mỗi tế bào sống của mọi sinh vật có các phân tử ADN. Chúng chứa những bản thiết kế để nhìn vào đó biết một người, một cái cây, một con vi khuẩn hình dạng ra sao và hoạt động như thế nào.
ADN biến thành chất sống qua hoạt động của những ribosom. Dựa trên các thông tin trong AN, ribosom tạo ra những hóa chất làm nên sự sống: các protein như hemoglobin vận chuyển oxy đến từng tế bào, các kháng sinh của hệ miễn dịch, các hocmon như insulin, colagen của da, các enzym phân hủy đường.
Trong cơ thể có hàng chục nghìn protein, khác nhau về hình dạng và chức năng, tạo nên và kiểm soát sự sống. Hiểu sâu xa về các hoạt động của ribosom là điều rất quan trọng để biết rõ sự sống hình thành và phát triển ra sao.
Ramakrishnan, Steitz, và Yonath đã phát hiện ra hình dạng của ribosom, chúng có những chức năng gì ở mức độ nguyên tử. Cả ba nhà khoa học này đều dùng phương pháp tinh thể học tia X để xác định vị trí của từng nguyên tử một trong số hàng trăm nghìn nguyên tử cấu tạo nên ribosom và tạo ra được mô hình 3D, chỉ rõ các chất kháng sinh đã kết hợp với ribosom như thế nào. Chính đó là nguyên lý chữa bệnh của các chất kháng sinh: đó là các chất “khóa” một bộ phận nào đó trong ribosom của vi khuẩn, làm mất chức năng dịch mã ADN của chúng và làm chúng bị chết. Mô hình ấy được các nhà khoa học sử dụng để tìm ra các thuốc kháng sinh mới, cứu được cuộc sống của biết bao nhiêu người, giảm bao nỗi đau mà con người phải chịu đựng.
Cũng cần nhắc lại rằng với công cụ nghiên cứu cơ bản hữu hiệu là tinh thể học tia X đã mang lại cho không ít nhà khoa học trong lĩnh vực Lý sinh và Hóa học giải Nobel.
"Giải Nobel này là một trong những thành tựu lớn của Lý sinh (Biophysics)”, Jasson Bardi, nhà vật lý hàng đầu của Mỹ, phát ngôn viên của Viện Vật lý Mỹ đánh giá - “Đã biết bao nhiêu người đã cố gắng làm việc này trong suốt một thời gian dài và đều bó tay, kết luận rằng đây là vấn đề không giải quyết nổi”.
Ribosom là một protein rất lớn, khối lượng lên tới 2,5 triệu đơn vị và cấu tạo hết sức phức tạp. Kích thước của nó thường xuyên gây ra những vết đốm dưới kính hiển vi điện tử nên để “nhìn thấy” được cấu tạo của chúng phải dùng ánh sáng khuếch tán có độ dài sóng lớn hơn độ dài sóng của tia X nhiều và đó là thách thức lớn mà các nhà khoa học phải vượt qua.
Khi ba nhà khoa học nói trên công bố những tấm ảnh ribosom 10 năm về trước, chính họ đã tạo ra một bước đột phá rất có ý nghĩa. Bardi kể lại: “Thú thật, tôi rất sửng sốt, cấu tạo của nó rất giống với một hình tôi dùng để trình bày quyển sách chuyên khảo “CENES I” của mình. Đó là một khối tròn màu đỏ tía. Đột nhiên, hiện ra trước mắt tôi những chuỗi xoắn protein và những bản phẳng giống như ngón tay cứ đan dệt vào nhau, một cuộn rối phức tạp khó tưởng tượng nổi của các ARN (axitribonucleic). Quả thật đó là một hình ảnh đáng kinh ngạc”.
Những người được giải
Chúng ta hãy tìm hiểu thêm về những người làm được điều “đáng kinh ngạc” đó.
 |
| Chân dung ba nhà hóa học xuất sắc của Nobel 2009. |
Venkataraman Ramakrishnan, công dân Mỹ. Sinh năm 1952 tại Chidambarram, bang Tamil Nadu, Ấn Độ. Ông có bằng cử nhân tại ĐH Baroda, Ấn Độ trước khi sang Mỹ lấy bằng Tiến sĩ Vật lý năm 1976, tại ĐH Ohio. Hiện làm việc tại Viện Sinh học phân tử Cambridge, Anh, nơi Watson, Crick, Perutz, Kendrew, Walker và Sanger đã từng làm việc và đoạt giải Nobel. Ông kể lại, buổi sáng khi nhận được cú điện thoại từ Thụy Điển, ông cứ tưởng một người bạn hay đùa đánh lừa ông, nên chẳng để ý, nhưng khi mở mạng, ông mới biết niềm vịnh dự to lớn ấy “rơi” đúng vào mình. Vậy là từ nay, ông đã được đứng trong “bảng vàng danh dự” gồm Tagore, Raman, Khorana, mẹ Theresa, Chandrashekhar và Armatya Sen – những Nobel gia người Ấn.
Thomass Steitz, công dân Mỹ. Sinh năm 1940 tại Milwaukee, bang Wisconsin. Bảo vệ bằng Tiến sĩ Sinh học và Sinh hóa phân tử tại Trường ĐH Harvard, Massachusetts, Hoa Kỳ. Hiện là giáo sư ĐH Yale, một trong những “cái nôi của giải Nobel” vì trước ông đã có 17 nhà khoa học được trao tặng giải thưởng cao quý này. Ông cho biết đã có lần ông gặp hai người vừa chia sẻ giải với ông nhưng không hề nói với nhau về đề tài của mình. Theo ông, đây là một cuộc đua khoa học rất căng thẳng, rất sáng tạo và đầy thú vị.
Ada E. Yonath, công dân Israel. Sinh năm 1939 tại Jerusalem, trong một gia đình nghèo khổ. Bà có bằng Thạc sĩ năm 1960 tại ĐH Hebrew. Bảo vệ bằng Tiến sĩ về Tinh thể học tia X năm 1968 tại Viện Khoa học Weizman, Israel. Hiện là giáo sư tại Viện Khoa học Weizman... Bà là một trong 8 người và là phụ nữ đâu tiên mang quốc tịch Israel được giải Nobel (không kể gốc Do Thái vì quá nhiều). Khi phóng viên hãng AP phỏng vấn, nhắc lại rằng đã 45 năm nay, kể từ năm 1965, mới lại có một phụ nữ là “Nobel gia hóa học”, bà cười trả lời: “Trong khoa học chẳng nên nói về giới tính”, thì chuông điện thoại của Tổng thống Peres vang lên. Ông chúc mừng và gọi bà là “niềm tự hào của cả dân tộc”. Hàng triệu cú điện thoại gọi đến (theo lời con gái bà, một tiến sĩ cùng ngành) khiến đường dây bị nghẽn suốt hai ngày đêm.
Mỗi người trong số 3 nhà khoa học ấy chia sẻ 3 phần bằng nhau của giải. Họ đều nhận thấy tầm quan trọng và những khó khăn khi nhằm ribosom là mục tiêu của cuộc chạy đua khi sử dụng cùng một phương pháp nghiên cứu (Tinh thể học tia X) ở 3 cơ sở nghiên cứu thuộc 3 nước khác nhau và đã đi đến đích gần như cùng lúc.
-
Tuấn Hà (Tổng hợp)
