Giải Nobel Hóa học năm 2015 được trao cho 3 nhà khoa học Tomas Lindahl, Paul Modrich và Aziz Sancar với những nghiên cứu về cơ chế bảo tồn ADN của tế bào.
 (Từ trái qua) Các chủ nhân giải Nobel Hóa học 2015: Tomas Lindahl, Paul Modrich và Aziz Sancar - Ảnh: AFP |
Theo thông cáo ngày 7.10 của Ủy ban Nobel, kết quả nghiên cứu của các giáo sư Lindahl (77 tuổi, người Thụy Điển), Modrich (69 tuổi, Mỹ) và Sancar (69 tuổi, Thổ Nhĩ Kỳ - Mỹ) đã tạo nên “nền tảng kiến thức cơ bản để hiểu được hoạt động của các tế bào” qua việc sửa chữa, loại bỏ các sai sót ở ADN nhằm bảo tồn thông tin di truyền.
Những sai sót này sẽ tạo nên đột biến, chính là mầm mống của các tế bào ung thư, nên việc hiểu rõ cách khống chế chúng sẽ mang lại những ứng dụng to lớn trong nhiều lĩnh vực của y học. Công trình nghiên cứu của các nhà khoa học đoạt giải Nobel Hóa học năm nay đã giúp định hình “hộp dụng cụ sửa chữa” của tế bào để “xử lý” các ADN bị lỗi.
Thập diện mai phục
ADN là một trong những “vật liệu di truyền” cơ bản nhất của mọi sinh vật. Sau khi cấu trúc của phân tử này được 2 nhà khoa học James Watson và Francis Crick tìm ra vào thập niên 1950, các nhà nghiên cứu vẫn cho rằng nó rất “dẻo dai”, các sai sót dẫn đến đột biến - vốn là điều kiện của tiến hóa - vẫn xảy ra nhưng được hạn chế ở mức “vừa đủ xài”. Khác với các đồng nghiệp, ông Lindahl vẫn luôn hoài nghi về tính bền vững của ADN.
Qua nhiều nghiên cứu về ARN - cũng là phân tử mang thông tin di truyền - rồi đem đối chiếu lại với ADN, nhà khoa học người Thụy Điển rút ra kết luận: Trên thực tế, ADN rất dễ bị thương tổn, đặc biệt khi phải đối phó với hàng loạt tác động của môi trường (tia cực tím, hóa chất…) có thể dẫn đến hàng ngàn đột biến mỗi ngày. Điều này có nghĩa là tế bào càng phân chia, ADN sẽ càng biến đổi và không có thông tin di truyền nào nguyên gốc được giữ lại. Mọi sinh vật sẽ không thể sinh sôi để duy trì sự hiện diện trên trái đất.
Như vậy, để giải thích sự sống tồn tại hàng triệu năm qua ở hành tinh Xanh, Giáo sư Lindahl đưa ra giả thuyết: Tế bào có một cơ chế cực kỳ hiệu quả để “canh chừng” và sửa chữa ngay khi ADN bị lỗi. Giả thuyết này được ông chứng minh sau đó khi phát hiện ra các enzyme (chất xúc tác sinh học) chuyên cắt những nucleotide (đơn vị cấu trúc của ADN) bị lỗi. Phát hiện của vị giáo sư hiện làm việc ở Viện Francis Crick (Anh) đã mở ra một lĩnh vực nghiên cứu vô cùng quan trọng của ngành sinh học phân tử và tế bào.
Tiếp bước đồng nghiệp người Thụy Điển, nhà khoa học người Thổ Nhĩ Kỳ - Mỹ Sancar đã phát hiện một cơ chế khác về sửa chữa ADN của tế bào. Nhà nghiên cứu hiện làm việc ở Đại học North Carolina (Mỹ) này nhận thấy khi thí nghiệm với vi khuẩn, thay vì chết sau khi bị chiếu tia cực tím, chúng sẽ sống sót nếu được “cấp cứu” bằng tia sáng xanh. Từ đó, ông Sancar tìm ra loại enzyme photolyase khi được kích hoạt bởi ánh sáng xanh sẽ cắt bỏ những vùng bị tổn hại bởi tia cực tím.
Giáo sư người Mỹ Modrich thì lại quan tâm đến những đột biến xảy ra ở tế bào vi khuẩn trong quá trình sao chép các phân tử ADN: các đơn vị cấu trúc (nucleotide) rất dễ gắn kết nhầm chỗ, làm thay đổi hoàn toàn mã di truyền và gây đột biến. Vị giáo sư của Viện Y khoa Howard Hughes (Mỹ) này phát hiện một nhóm enzyme có khả năng nhận biết các đặc điểm hóa học của các đoạn bị nhầm lẫn để cắt bỏ.
Hiện nay, các nhà nghiên cứu đã xác định được nguyên nhân chủ yếu dẫn đến ung thư ruột kết là do “cơ chế Modrich” bị “trục trặc”. Còn khi cơ chế do ông Sancar phát hiện không hoạt động có thể dẫn đến những bệnh về da như ung thư da.
Ngược lại, một ứng dụng quan trọng của giải Nobel Hóa học năm nay là các nhà khoa học có thể áp dụng một phương pháp khá hiệu quả để tiêu diệt các tế bào ung thư: ngăn chặn cơ chế sửa chữa ADN của chúng, khiến chúng bị đột biến ở mỗi lần sinh sôi.
Bình luận (0)