Giải Nobel Hóa học 2017 thuộc về nghiên cứu tạo bước đệm phát triển công nghệ “ngủ đông”

Ba nhà khoa học Jacques Dubochet, Joachim Frank, Richard Henderson đoạt giải Nobel Hóa học 2017 nhờ kỹ thuật tạo ảnh 3D của cấu trúc phân tử sinh học ở độ phân giải cao. Đây là một thành tựu mang tính cách mạng trong ngành sinh hóa, tạo bước đệm để phát triển công nghệ “ngủ đông”.

Hôm 4/10, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển ra thông cáo cho biết, Giải Nobel Vật lý năm 2017 đã được trao cho ba nhà khoa học Jacques Dubochet, Joachim Frank và Richard Henderson vì đã có công phát triển kỹ thuật kính hiển vi điện tử giúp đơn giản hóa và cải thiện việc ghi lại hình ảnh của các phân tử sinh học.

Kỹ thuật do nhóm nghiên cứu phát triển mang tên kính hiển vi thực nghiệm điện lạnh, giúp nghiên cứu cấu trúc phân tử sinh học ở độ phân giải cao lần đầu tiên, một thành tựu mang tính cách mạng hóa trong ngành hóa sinh.

Trước công trình đột phá, kính hiển vi điện tử được cho là chỉ phù hợp để chụp hình vật chất chết, bởi chùm electron cực mạnh sẽ phá hủy vật liệu sinh học. Ông Richard Henderson, nhà khoa học người Scotland, giáo sư ở Phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử MRC, đạt thành công trong việc sử dụng kính hiển vi điện tử để tạo ra hình ảnh ba chiều đầu tiên của một protein ở độ phân giải cấp nguyên tử. Kết quả này góp phần chứng minh tiềm năng của công nghệ.

Ông Joachim Frank, giáo sư người Đức công tác ở Đại học Colombia tại New York, khiến công nghệ có khả năng ứng dụng rộng rãi hơn. Từ năm 1975 đến 1986, ông phát triển một phương pháp xử lý hình ảnh, trong đó, những hình ảnh hai chiều mờ nhạt của kính hiển vi điện tử được phân tích và sáp nhập để cho ra một cấu trúc 3D sắc nét.

Ông Jaccques Dubochet, giáo sư danh dự ở Đại học Lausanne, Thụy Sĩ, cải tiến một kỹ thuật thủy tinh hóa cho phép đông cứng phân tử sinh học trong khi vẫn giữ nguyên hình dáng của chúng. Dubochet thêm nước vào kính hiển vi điện tử. Nước lỏng bay hơi trong buồng chân không của kính hiển vi điện tử, khiến phân tử sinh học vỡ vụn.

Vào đầu thập niên 1980, ông Dubochet gặt hái thành công với nước thủy tinh hóa. Ông làm lạnh nước nhanh tới mức nó cứng lại ở dạng lỏng quanh một mẫu vật sinh học, giúp duy trì hình dạng tự nhiên của phân tử sinh học thậm chí trong điều kiện chân không.

Công trình nghiên cứu của ba nhà khoa học đã “đưa ngành sinh hóa vào một kỷ nguyên mới”, cung cấp những cách tiên tiến để quan sát sự vận hành phức tạp diễn ra bên trong tế bào cơ thể người ở độ phân giải chưa từng thấy trước đây. Đồng thời công nghệ này giúp bảo tồn được mô sống hiệu quả hơn, tạo bước đệm để phát triển công nghệ “ngủ đông”.

Việc phát triển loại kính hiển vi này sẽ được ứng dụng trong nhiều nhu cầu khác nhau, đặc biệt là giúp theo dõi virus Zika gây nên những phá hủy não bộ của trẻ sơ sinh. Đồng thời, các nhà khoa học có thể tạo ra những loại vaccine ngăn chặn dịch bệnh tốt hơn, ít có nguy cơ tai biến hơn.

Giải Nobel Hóa học 2016 đã được trao cho 3 nhà khoa học gồm Jean-Pierre Sauvage người Pháp, J. Fraser Stoddart mang hai quốc tịch Anh, Mỹ và Bernard L. Feringa người Hà Lan, nhờ công trình thiết kế và chế tạo máy phân tử (máy NANO).

Hai ngày vừa qua, hai giải Nobel Y học và Vật lý cũng đã được trao, lần lượt cho Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash và Michael W. Young nhờ thành công trong nghiên cứu về đồng hồ sinh học; Rainer Weiss, Kip Thorne và Barry Barish do công phát hiện ra sóng hấp dẫn. Như vậy, tất cả các giải Nobel được công bố cho tới lúc này, bao gồm Y học, Vật lý, Hóa học, thuộc về 9 nhà khoa học, tất cả đều là nam.

TinhHoa tổng hợp