Giao thông trong tế bào

Tin mới

11/10/2013 20:56

Giải Nobel Y sinh học năm nay được trao cho 3 nhà khoa học Mỹ vì có công trong việc khám phá và mô tả hệ thống giao thông trong tế bào

Ba nhà khoa học được vinh dự này là GS James E. Rothman (SN 1947, Đại học Yale), GS Randy W. Schekman (SN 1948, Đại học California tại Berkeley) và Thomas C. Südhof (gốc Đức, SN 1955, Đại học Stanford).
 
Cả 3 nhà khoa học đều là những người lừng danh trong thế giới nghiên cứu cơ bản và họ cũng biết rằng công trình nghiên cứu của họ xứng tầm giải thưởng Nobel vì trước khi được trao giải thưởng này, họ đã được trao giải thưởng Albert Laska của Mỹ.
 

GS Randy W. Schekman sinh năm 1948, GS sinh học phân tử tại ĐH California, Berkeley. Ông tốt nghiệp tiến sĩ từ ĐH Stanford và là học trò của Arthur Kornberg (người được trao giải thưởng Nobel 1959). Năm 1974-1976, ông làm nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ cho John Signer. Ông cũng được trao giải Albert Laska năm 2002.

Để hiểu ý nghĩa của các công trình đó, chúng ta cần phải điểm qua vài khái niệm cơ bản về tế bào. Cơ thể của chúng ta được cấu tạo từ hàng tỉ tế bào (có lẽ 1.000 tỉ, vì không ai biết con số chính xác), tất cả đều xuất phát từ một tế bào trứng. Tế bào được chia làm hàng trăm loại tùy theo công dụng của chúng, như tế bào xương, tế bào não, tế bào da... Trên phương diện sinh học, tất cả bệnh tật đều phát sinh từ những rối loạn trong tế bào. Do đó, tìm hiểu cơ chế vận hành của tế bào là một định hướng nghiên cứu rất được quan tâm từ những năm DNA được khám phá vào thập niên 1950.

Qua nhiều nghiên cứu, chúng ta ngày nay biết rằng sự vận hành trong mỗi tế bào như một xã hội thu nhỏ. Trong đó cũng có những tác nhân và chúng cũng có khi “xung đột” với nhau. Những tác nhân này đi lại cũng tuân thủ theo “luật pháp” được thể hiện qua những bảng biểu hướng dẫn đi đường. Giải Nobel Y sinh học năm nay được trao cho các tác giả có công trong việc khám phá và mô tả hệ thống giao thông trong tế bào.
 

GS Thomas C. SÜdhof sinh năm 1955 tại Đức, giáo sư y khoa ĐH Stanford (từ năm 2008). Ông tốt nghiệp bác sĩ từ ĐH Göttingen năm 1982 và cùng năm ông tốt nghiệp tiến sĩ từ Viện Max Planck (không hiểu sao có thể tốt nghiệp 2 nơi cùng một lúc). Sau đó, năm 1983, ông sang làm nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ của Trung tâm Y tế Tây Nam của ĐH Texas ở Dallas. Năm 2013, ông được trao giải thưởng Albert Laska.

 

Điểm nhấn của hệ thống giao thông này là một cấu trúc siêu nhỏ có tên là vesicles (nhại theo chữ vehicle, xe cộ). Mỗi tế bào còn là một phân xưởng sản xuất những protein và những protein này cần phải được vận hành đến những nơi cần thiết. Chẳng hạn như insuline được sản xuất từ tuyến tụy và sau khi sản xuất thì được vận chuyển vào hệ thống tuần hoàn. Cũng như đèn đường kiểm soát hệ thống giao thông một cách trật tự, quá trình vận chuyển trong tế bào cũng được các tín hiệu hóa học kiểm soát. Các tín hiệu giao thông này được gửi đi từ tế bào thần kinh này đến tế bào thần kinh khác. Những “xe cộ” để vận chuyển protein (có thể ví von như “kiện hàng”) có hình dạng giống như cái túi cực nhỏ được bao bọc bởi những màng nhầy. Những túi này có tên mới là vesicles. Do đó, có thể xem vesicles là những xe cộ lưu thông trong tế bào.

Trong hơn 30 năm qua, ba nhà khoa học đã miệt mài theo đuổi cơ chế vận hành của các vesicles. Bằng một tài trợ nhỏ của NIH (Viện Y tế của Mỹ) vào năm 1978, GS Randy Schekman bắt đầu nghiên cứu hệ thống giao thông trong tế bào và ông phát hiện 50 gien có chức năng điều hành những vesicles. GS James Rothman phát hiện một hệ thống protein cho phép các vesicles kết hợp lại với nhau để chuyển tải các “kiện hàng” trong tế bào. GS Thomas Südhof mô tả các tín hiệu hóa học làm việc như thế nào để hướng dẫn các vesicles giải phóng các kiện hàng đến các địa điểm một cách chính xác.
 

GS James E. Rothman sinh năm 1947, giáo sư y sinh học và chủ nhiệm chương trình sinh học tế bào thuộc ĐH Yale (từ năm 2008). Tiến sĩ từ ĐH Harvard năm 1976, làm nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ ở Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT) 1976-1978. Năm 1988, ông được bổ nhiệm giáo sư thực thụ của ĐH Princeton và giữ chức này đến năm 1991. Từ 1991 đến 2004, ông làm việc cho Trung tâm ung thư Memorial Sloan-Kettering. Năm 2002, ông được trao giải thưởng Albert Laska về nghiên cứu cơ bản y sinh học.

Hiểu hệ thống vận chuyển bằng vesicles này cũng giúp chúng ta hiểu hơn về cơ chế phát sinh bệnh tật. Chẳng hạn như các tế bào não tiết ra các tín hiệu như serotonin và dopamine vốn tác động đến khả năng tiết chế của insulin và kiểm soát đường trong máu. Ngoài ra, những độc chất như botulin và tetanus chính là những tác nhân nguy hiểm cho tế bào vì chúng có khả năng tiêu hủy cơ chế vận hành của vesicles. Do đó, những công trình của 3 nhà khoa học có ý nghĩa đối với sự hiểu biết của chúng ta về cơ chế bệnh tiểu đường và các bệnh liên quan đến hệ thống thần kinh.

Thông thường, một khám phá từ nghiên cứu cơ bản đòi hỏi 20-30 năm mới tìm được ứng dụng thực tế. Nhưng một số phát hiện về cơ chế vận hành của vesicles đã được ứng dụng trong công nghệ sinh học và sản xuất thuốc. Tuy nhiên, ứng dụng trực tiếp trong việc điều trị lâm sàng có lẽ vẫn là một con đường dài. Từ ngày DNA được khám phá, phần lớn giải thưởng được trao cho những công trình mang tính khoa học cơ bản và ít công trình nghiên cứu lâm sàng. Do đó, dựa vào những công trình Nobel trong những năm gần đây, chúng ta có thể đoán rằng công nghệ sinh học đang và sẽ trở thành một trong những định hướng quan trọng của nền kinh tế tri thức.
 
Kỳ tới: Hai nhà lý thuyết về hạt Higgs
Nguyễn Văn Tuấn
Bình luận

Đăng nhập với tài khoản:

Đăng nhập để ý kiến của bạn xuất bản nhanh hơn
 
 
Hoặc nhập thông tin của bạn

Mới nhất Hay nhất