Giải Nobel Y sinh 2024: Loài giun nhỏ gợi mở khả năng phòng ngừa bệnh ung thư

Thông báo cho biết, hai nhà khoa học được trao giải vì đã khám phá ra microRNA (còn được gọi là "RNA phân tử nhỏ") và vai trò của chúng trong việc điều hòa gen. Hai người sẽ chia đều giải thưởng trị giá 11 triệu kronor Thụy Điển (khoảng 989.000 USD).

Hai ông Ambros và Ruvkun đã nghiên cứu cùng nhau dưới sự hướng dẫn của cùng một người thày từ những năm 1980. Năm 1993, Ambros và vị hôn thê Rosalind Lee đã xuất bản một bài báo đánh dấu nhân loại lần đầu tiên phát hiện về microRNA.

Mặc dù cộng đồng học thuật ban đầu chào đón khám phá này bằng sự im lặng, nhưng khi nghiên cứu của Ruvkun và những người khác tiến triển, họ phát hiện ra rằng cơ chế điều hòa gen do microRNA mang lại có lời giải thích hợp lý cho quá trình tiến hóa và phát triển của cơ thể con người.

Tạp chí “Nature” nhận định cơ chế điều hòa gen do Ambros và Ruvkun phát hiện sẽ có ý nghĩa rất lớn trong việc phòng ngừa, điều trị ung thư và các bệnh khác ở con người.

Ambros: Cùng vợ khám phá khoa học mang tính đột phá

Ngày 7/10, khi Ủy ban Giải thưởng Nobel công bố tin Victor Ambros được trao giải, họ đã đặc biệt đính kèm một bức ảnh vợ chồng ông. Người thân và bạn bè của họ đã đăng những lời "la ó" lên mạng xã hội, yêu cầu Ambros chia sẻ một phần vinh dự mà vợ ông xứng đáng nhận được.

Victor Ambros sinh ra tại một trang trại ở New Hampshire (Mỹ) tháng 12/1953. Cha ông là một người tị nạn chiến tranh nhập cư từ Ba Lan và làm việc chăm chỉ để nuôi 8 người con. Từ nhỏ Ambros đã có thành tích học tập xuất sắc; ông đã học tập và giảng dạy tại các trường danh tiếng ở bờ Đông như MIT, Đại học Harvard và Dartmouth.

Vào những năm 1980, Ambros tham gia nghiên cứu sau tiến sĩ dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Robert Horvitz (người đoạt giải Nobel năm 2002) tại MIT, nơi ông gặp đàn anh Ruvkun. Mặc dù sự nghiệp của hai người sau đó không gắn bó nhiều, nhưng cơ duyên ban đầu này đã khiến nghiên cứu của họ bổ sung cho nhau và cuối cùng họ đã cùng được vinh danh.

Năm 1992, Ambros chuyển đến Đại học Dartmouth, tại đây ông gặp người vợ tương lai của mình, Rosalind Lee. Năm 1993, cả hai cộng tác viết một bài báo về phát hiện ra một gen có tên “Lin-4” ở trong cơ thể giun Caenorhabditis elegans - loài giun tròn nhỏ, cơ thể trong suốt, sống trong môi trường đất ôn đới. Gen này ức chế protein Lin-14, protein kiểm soát thời gian phát triển của ấu trùng.

Cả hai đã rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng gen Lin-4 không mã hóa protein điều hòa gen mà chứa nhiều phân tử nhỏ tạo thành cấu trúc vòng lặp gốc— đây chính là microRNA đóng vai trò quan trọng trong cơ chế điều hòa gen của con người và động vật.

Năm 2003, vợ chồng Ambros tiếp tục tiến bước trên con đường nghiên cứu microRNA. Tạp chí học thuật kỳ mùa xuân của Trường Y Dartmouth năm đó đã dành nhiều trang để mô tả khung cảnh bận rộn và phấn khích của hai người trong phòng thí nghiệm. Bài báo khi đó còn nói đùa: “Khi đến với thế giới nhỏ bé của phòng thí nghiệm trường y này, bạn có thể nghĩ rằng năm nay là năm Giun”.

Năm 2008, ông thành lập "Phòng thí nghiệm Ambrose" của riêng mình tại Trường Y Đại học Massachusetts, nơi ông và bà vợ Rosalind Lee, cũng là nhà nghiên cứu cao cấp, cùng làm việc.

Ruvkun: Từ giun tròn 1 mm đến sự sống ngoài hành tinh

Gary Ruvkun sinh tháng 3/1952 ở vùng Berkeley, California. Ông được nhận vào Phân hiệu Berkeley, Đại học California nổi tiếng vì thành tích học tập xuất sắc. Sau khi tốt nghiệp, sự nghiệp của ông trải dài qua các trường đại học danh tiếng ở bờ biển phía đông nước Mỹ. Hiện ông là giáo sư di truyền học tại Trường Y, Đại học Harvard.

Khi Ambros phát hiện ra microRNA vào năm 1993, cộng đồng học thuật không mấy ấn tượng. Nguyên nhân chính do Caenorhabditis elegans chỉ là một loài giun tròn có chiều dài khoảng 1 mm. Các nhà khoa học khó có thể tưởng tượng được cấu trúc đơn giản của một loài nhỏ bé như vậy lại có ý nghĩa trọng đại chỉ ra được cơ chế hoạt động của cơ thể con người.

Ruvkun đã dẫn dắt nhóm của mình mở rộng nghiên cứu và phát hiện ra rằng gen Lin-4 điều chỉnh quá trình dịch mã của RNA thông tin mục tiêu thông qua việc ghép cặp bazơ không hoàn chỉnh với RNA thông tin. Chỉ có bằng cách điều chỉnh các đặc điểm di truyền ở mức độ nhỏ như vậy, sinh vật mới có thể biến đổi thích nghi tốt hơn với môi trường. Ruvkun sau đó phát hiện ra microRNA thứ hai, tên là “let-7”; ông còn phát hiện ra rằng đường truyền tín hiệu giống insulin kiểm soát quá trình trao đổi chất và tuổi thọ của giun Caenorhabditis elegans .

Điều then chốt nhất là nhóm của Ruvkun đã chứng minh rằng cấu trúc của microRNA được bảo tồn trong các hệ thống sinh học, từ những loài giun nhỏ nhất, ruồi giấm, chuột cho đến con người và động vật có vú khổng lồ, cơ chế điều hòa gen thực chất đều giống như của giun Caenorhabditis elegans.

Chức năng điều chỉnh của các microRNA khác nhau đối với đặc điểm di truyền của động vật đã mang lại gợi ý quan trọng cho con người khắc chế các căn bệnh ung thư, tiểu đường, các bệnh về hệ thống limpo và trì hoãn việc lão hóa; mở ra một cánh cửa mới cho lĩnh vực y dược.

Sau khi bước sang thế kỷ 21, Ruvkun bắt đầu quan tâm đến gen của người ngoài hành tinh. Một nhóm dự án do ông lãnh đạo đang phát triển một công cụ nhỏ với hy vọng trong tương lai gần thu thập được DNA của sự sống trên sao Hỏa để phân tích.

Năm 2019, Gary Ruvkun đã đưa ra giả thuyết rằng nguồn gốc của sự sống không phải ở Trái đất mà có lẽ bắt nguồn từ một nơi nào khác trong vũ trụ và đến Trái đất thông qua sự truyền bá giữa các vì sao. Sau đó ông bắt đầu dẫn dắt nhóm tiến hành nghiên cứu theo hướng này…

Theo NetEasy