Nobel Y sinh cho khám phá về cơ chế kiểm soát nhịp sinh học

Cả ba nhà khoa học hiện đều đang làm việc ở các đại học ở Mỹ. 

Giáo sư Jeffrey C. Hall đang dạy ở ĐH Maine trong khi, Michael Rosbash đang dạy ở ĐH Brandeis ở Waltham còn giáo sư Michael Young dạy ở ĐH Rockefeller ở New York. 

Cơ chế khó xác định

Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã biết rằng các cơ thể sống có nhịp sinh học giúp cơ thể dự đoán và thích nghi với nhịp sống hàng ngày.

Nhưng cơ chế của nhịp sinh học này từ trước tới giờ chưa được xác định rõ. Các nhà khoa học Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash và Michael W. Young đã tìm hiểu cơ chế này và cách thức vận hành của nó. 

Thông báo của giải Nobel Y sinh của Viện Karolinska. Ảnh: Nobelprize.org.

Nghiên cứu của cả ba giải thích cách mà cây cối, động vật và con người thích nghi nhịp sinh học của mình để phù hợp với những tiến hoá trên trái đất.

Dùng ruồi giấm như là mô hình cơ thể, các nhà khoa học được giải năm nay đã tách được các gen điều khiển nhịp sinh học hàng ngày này. Họ chỉ ra rằng chính gen này đã mã hoá protein tích tụ trong tế bào vào buổi đêm và suy giảm dần vào ban ngày. 

Tiến sĩ Michael Rosbash. Ảnh: Brandeis.edu.

Từ đó, họ phát hiện ra phần protein them của cơ chế này, chỉ ra cơ chế điều khiển đồng hồ sinh học trong tế bào. “Chúng ta giờ nhận ra đồng hồ sinh học vận hành như các tế bào trong cơ thể đa bào khác, trong đó có người”, thông cáo của viện Karolinska nói. 

Nghiên cứu từ thế kỷ 18

Từ thế kỷ 18, nhà thiên văn học Jean Jacques d'Ortous de Mairan khi nghiên cứu cây mimosa phát hiện ra rằng lá cây thường mở hướng về mặt trời lúc ban ngày và khép lại vào buổi tối.

Ông đặt câu hỏi là điều gì xảy ra nếu cây đặt trong bóng tối và phát hiện ra rằng khi không có mặt trời thì lá sẽ chỉ giữ cơ chế vận động bình thường hàng ngày. Thực vật theo ông dường như có đồng hồ sinh học riêng của mình. 

Các nhà nghiên cứu khác phát hiện ra rằng không chỉ thực vật mà động vật và con người cũng có đồng hồ sinh học này để chuẩn bị cơ thể cho những biến chuyển trong ngày.

Sự thích nghi thường xuyên này được gọi là nhịp độ hàng ngày (circadian rhythm) nhưng cơ chế hoạt động của nó vẫn là bí ẩn. 

Xác định yếu tố gen

Việc xác định loại gen “đồng hồ sinh học” xuất phát từ nghiên cứu của Seymour Benzer và sinh viên của ông hồi thập niên 1970. Khi đó họ muốn xác định loại gen kiểm soát nhịp sinh học của ruồi giấm. Họ xác định rằng những phần đột biến trong một đoạn gen chưa từng biết đến đã phá vỡ chu kỳ sinh học của con vật này, nhưng chưa thể biết rõ cơ chế gây tác động của chúng.

Năm 1984, ông Jeffrey Hall, Michael Rosbash và Michael Young hợp tác với nhau và cuối cùng thành công trong việc cô lập phần gọi là “gene giai đoạn”.

Ông Hall và Rosbash sau đó tiếp tục khám phá ra rằng PER, loại protein được mã hoá theo chu kỳ, được tích luỹ trong suốt thời gian ban đêm và phân rã vào ban ngày. Do vậy, mức protein PER dao động trong chu kỳ 24 giờ là đồng bộ với nhịp sinh học.

Nhà khoa học Jeffrey C. Hall sinh năm 1945 tại Mỹ. Ông nhận bằng tiến sĩ năm 1971 tại Đại học Washington ở Seattle, làm sau tiến sĩ tại Viện Công nghệ California từ năm 1971-1973. Từ năm 2002, ông làm việc tại Đại học Maine.

Ông Michael Rosbash sinh năm 1944 tại thành phố Kansas. Ông nhận bằng tiến sĩ năm 1970 tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Kể từ năm 1974, ông làm việc tại Đại học Brandeis ở Waltham (Mỹ).

Ông Michael W. Young sinh năm 1949 tại thành phố Miami, nhận bằng tiến sĩ tại Đại học Texas ở Austin năm 1975 và thực hiện sau tiến sĩ tại Đại học Stanford. Từ năm 1978, ông làm việc tại Đại học Rockefeller ở New York.

Trước giờ trao giải, đài phát thanh công cộng SR của Thụy Điển dự đoán giải Nobel Y sinh có thể được trao cho những nhà nghiên cứu tìm ra phương pháp điều trị bệnh viêm gan C. Họ gồm nhà khoa học Ralf Bartenschlager người Đức cùng hai người Mỹ Charles Rice và Michael Sofia. Bộ 3 này cũng từng đoạt giải Lasker, một trong những giải thưởng quốc tế lớn trong giới y học, hồi năm 2016 về công trình tương tự.

Tiến sĩ Michael W. Young. Ảnh: rockefeller.edu.

Từ năm 1901, Ủy ban Nobel đã trao giải Y sinh học cho 106 cá nhân và tập thể. Tuy nhiên, chỉ 12 người phụ nữ chiến thắng giải này.

Năm ngoái,  Giải Nobel Y sinh 2016 được trao cho nhà khoa học Nhật Bản Yoshinori Ohsumi vì công trình nghiên cứu về cơ chế tự thực (tự ăn chính mình) và tái tạo của tế bào. Ông Ohsumi sinh năm 1945 ở Fukuoka (Nhật Bản) và hiện là giáo sư của Viện Công nghệ Tokyo. 

Người trẻ nhất nhận được vinh dự này là Frederick Banting (1891 - 1941). Ông nhận giải ở tuổi 32 với công trình nghiên cứu về insulin. Trong khi đó, nhà khoa học cao tuổi nhất từng nhận giải là Peyton Rous (1879 - 1970) ở tuổi 87 nhờ công trình nghiên cứu về virus gây ung thư.

Nhà khoa học Jeffrey C. Hall. Ảnh: Brandeis.edu.

Giải thưởng Nobel: Vinh hiển tột cùng và những góc khuất Sau hơn một thế kỷ, Nobel vẫn được coi là một trong những giải thưởng danh giá nhất thế giới, bất chấp mọi tranh cãi về đóng góp của nó đối với khoa học trong guồng quay lịch sử. 05:00 2/10/2017

Những giải Nobel nổi tiếng nhất trong lịch sử Sau hơn một thế kỷ, Nobel trở thành một trong những giải thưởng danh giá nhất thế giới với nhiều phát minh, sáng kiến góp phần thay đổi lịch sử nhân loại. 10:43 2/10/2017