Nobel Y sinh 2016: Giải mã quá trình 'xử lý rác thải' của tế bào

Nghiên cứu khoa học là một chặng đường dài, đòi hỏi sự nhẫn nại và tỉ mỉ. Hơn 1 thế kỷ trước, vị tu sĩ Gregor Mendel đã tỉ mẩn cho lai giống các hạt đậu ngày này qua tháng nọ để tìm ra định luật nổi tiếng được xem là nền tảng của di truyền học. Tương tự, GS Ohsumi đã thực hiện hàng ngàn thí nghiệm trên loài nấm men (saccharomyces cerevisiae) thường được dùng làm bánh mì để “giải mã” quá trình tự thực (autophagy) của tế bào và xác định được 15 gien đóng vai trò chủ chốt của quá trình này.

Theo website Nobelprize.org, “các nghiên cứu của GS Ohsumi (Viện Kỹ thuật Tokyo, Nhật Bản) đã giúp chúng ta hiểu được cách thức mà tế bào tái chế các thành phần dư thừa qua quá trình tự thực”.

Nói một cách dễ hiểu, tự thực là cơ chế xử lý và tái chế “rác”, tức các thành phần bỏ đi hoặc có hại trong tế bào. Các loại rác này được “đóng gói” trong túi tiết và được vận chuyển đến tiêu thể, có thể xem là một “nhà máy xử lý” có chứa các enzyme (chất xúc tác sinh học) giúp tiêu hủy hoặc “tái chế” các phân tử để được sử dụng lại.

Tờ Le Monde dẫn lời chuyên gia Martine Biard-Piechaczyk của Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp (CNRS) nhận định: “Giải Nobel dành cho GS Ohsumi là hoàn toàn xứng đáng. Tự thực là một cơ chế vô cùng quan trọng để tế bào “tự vệ” trong nhiều trường hợp xấu như không được cung cấp đủ dinh dưỡng hoặc bị vi rút, vi khuẩn tấn công. Chẳng hạn, khi vi khuẩn xâm nhập tế bào cũng sẽ bị túi tiết bao lại và đưa tới tiêu thể để xử lý”.

Nhà khoa học người Bỉ Christian de Duve từng được trao giải Nobel Y sinh vào năm 1974 vì phát hiện ra quá trình tự thực trong thập niên 1960. Tuy nhiên, trước khi có những nghiên cứu của GS Ohsumi vào cuối thập niên 1980, hiểu biết của giới chuyên gia về quá trình này vẫn còn rất hạn chế. Vị GS người Nhật đã chọn được phương thức rất độc đáo để có thể theo dõi rõ cơ chế tự thực là “bỏ đói” nấm men, loài đơn bào rất quen thuộc của các phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu của ông được công bố vào năm 1992. Sau đó, GS Ohsumi tiếp tục thực hiện nhiều thí nghiệm để chứng tỏ ở tế bào của người cũng có quá trình tự thực, tuy phức tạp hơn, nhưng có cùng nguyên tắc như ở nấm men.

Từ các khám phá của GS Ohsumi, quá trình tự thực của tế bào trở thành một lĩnh vực nghiên cứu rất quan trọng của ngành sinh học phân tử và sinh học tế bào. Quá trình này chính là chiếc chìa khóa để hiểu rõ hơn về rất nhiều loại bệnh, và từ đó giúp tìm ra các cách thức điều trị mới. Theo Ủy ban Nobel, những “trục trặc” của quy trình “xử lý chất thải” trong tế bào có liên quan đến các bệnh về thoái hóa hệ thần kinh như Alzheimer, Parkinson; bệnh về cơ; bệnh tiểu đường loại 2 và nhiều dạng rối loạn thường gặp ở người cao tuổi…

Ở một hướng nghiên cứu khác, hoạt động quá trình tự thực quá hiệu quả của các tế bào ung thư cũng sẽ giúp chúng sinh sôi nhanh hơn và kháng lại thuốc. Theo Viện Nghiên cứu ung thư Curie (Pháp), năm 2014, các nhà khoa học của viện này đã công bố kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của quá trình tự thực đối với việc điều trị ung thư vú.

Với những bệnh nhân bị một dạng đặc biệt của ung thư vú, hóa trị không có hiệu quả. Các chuyên gia nhận ra ở những người có khối u ác tính phát triển nhanh, lượng gien LCB3 (liên quan đến cơ chế tự thực của tế bào) cao bất thường. Điều này cho thấy gien LCB3 có thể có vai trò quan trọng trong việc khống chế các loại thuốc điều trị ung thư.

Ngoài ra, trong nhiều thí nghiệm tại Viện Curie, các khối u đã bị thu nhỏ đáng kể khi quá trình tự thực bị ức chế. Nhà nghiên cứu Fatima Mechta-Grigoriou của viện này kết luận: “Ức chế quá trình tự thực của tế bào ung thư sẽ là một hướng điều trị đầy tiềm năng cho tương lai”.

GS Yoshinori Ohsumi sinh năm 1945 tại thành phố Fukuoka. Ông là nhà khoa học người Nhật thứ 6 được trao giải Nobel Y sinh. GS Ohsumi theo học ngành sinh học phân tử tại Đại học Tokyo vào năm 1963. Sau một thời gian dài chuyên nghiên cứu về quá trình tự nhân đôi của ADN, ông bắt đầu quan tâm đến quá trình tự thực của tế bào khi trở thành giáo sư và mở một phòng thí nghiệm tại phân khoa khoa học của đại học này vào năm 1988. Từ năm 2009, ông làm việc tại Viện Kỹ thuật Tokyo. Theo tờ La Tribune, GS Ohsumi đã nhận được nhiều giải thưởng danh giá và cách đây vài tháng là giải thưởng y khoa Gairdner. Nhiều nhà khoa học từng nhận giải thưởng này sau đó cũng được vinh danh tại giải Nobel Y sinh. GS Ohsumi sẽ nhận phần thưởng trị giá 8 triệu krona (hơn 935.000 USD) của giải Nobel Y sinh 2016. Các giải Nobel khác sẽ lần lượt được công bố là: vật lý (4.10), hóa học (5.10), hòa bình (7.10), kinh tế (10.10) và văn chương (ngày sẽ công bố sau).