John Gurdon và Shinya Yamanaka đã nhận giải Nobel danh giá cho công trình nghiên cứu về cách thức "hồi xuân" các tế bào đã trưởng thành trở lại trạng thái đa tiềm năng giống như tế bào phôi thai. Các tế bào sau khi "hồi xuân" có khả năng biệt hóa thành nhiều dạng tế bào trưởng thành khác nhau. Nhiều nhà nghiên cứu hy vọng rằng những tế bào được tạo ra theo cách này có thể sử dụng rộng rãi trong y học tái tạo nhằm thay thế các mô tế bào bị tổn thương hay các cơ quan bị mắc bệnh. Lĩnh vực này đã và đang là chủ đề thu hút nhiều sự quan tâm nhất trong sinh học, tuy nhiên những khám phá của các nhà khoa học được giải khi mới bắt đầu cũng đã gặp nhiều tranh cãi gay gắt.
Gurdon, nhà khoa học đến từ Viện Gurdon ở Cambridge, UK, là người đầu tiên chứng minh các tế bào có thể được hồi xuân (reprogramming, tái lập trình), trong một công trình cách đây 50 năm[1]. Vào thời điểm đó, các nhà khoa học đã tin rằng quá trình biệt hóa tế bào là con đường chỉ có 1 chiều duy nhất, không thể quay ngược. Gurdon đã đánh đổ định kiến này bằng cách rút nhân của 1 tế bào trứng ở ếch và thay vào đó bằng nhân của một tế bào ruột của nòng nọc. Thật ngạc nhiên, quá trình này đã giúp nhân của tế bào ruột quay ngược đồng hồ sinh học. Mặc dù nhân tế bào ruột đã bị quyết định biệt hóa nhưng khi ở bên trong 1 tế bào trứng chúng lại hoạt động như là nhân các tế bào trứng bình thường và có thể phát triển thành một con nòng nọc mang những đặc điểm của con nòng nọc cho nhân.
Gurdon khi tiến hành những thí nghiệm trên thì ông đang là một sinh viên vừa tốt nghiệp tại Đại học Oxford, UK. Ông đã nhận học vị Tiến sĩ năm 1960 và làm nghiên cứu sau Tiến sĩ tại Viện Công nghệ California ở Pasadena tạm rời những con ếch của mình ở Châu Âu. Ông đã không công bố kết quả nghiên cứu của mình trong 2 năm sau khi nhận bằng Tiến sĩ cho đến khi ông chắc chắn rằng những con vật được tạo ra bằng cách đó có sức khỏe bình thường. "Khi đó tôi là một sinh viên mới tốt nghiệp ngập chìm trong biển những tri thức đã được thiết lập. Đã có rất nhiều hoài nghi về công trình của tôi" ông chia sẻ.
Các tế bào ở động vật có vú đã không tuân theo cách thức, được gọi phương pháp nhân bản bằng chuyển nhân tế bào, tương tự như ở tế bào ếch. Giới khoa học đã mất 35 năm để có được động vật có vú đầu tiên được nhân bản vô tính, con cừu Dolly được sinh ra vào năm 1996. Cừu Dolly là động vật duy nhất được sinh ra sau 277 lần thử nghiệm thất bại và việc nhân bản vô tính động vật có vú vẫn là 1 cuộc chơi xổ số thử vận may.
Các nhà khoa học đã trở nên chán chường trong nỗ lực cải thiện hiệu quả của hệ thống và cố gắng hiểu biết chính xác về những quá trình phân tử đã diễn ra. Và đó là lúc Shinya Yamanaka từ Đại học Kyoto, Nhật bản đặt dấu ấn của riêng ông. Yamanaka - người được sinh ra vào năm mà Gurdon công bố nghiên cứu để đời của mình - ông đã sử dụng các tế bào chuột nuôi cấy để xác định những gene giúp duy trì trạng thái "xuân" ở các tế bào phôi thai, và sau đó ông đã thử nghiệm xem những gene nào có thể giúp "hồi xuân" những tế bào đã biệt hóa để trở thành những tế bào gốc đa năng.
Vào giữa những năm 2000, cộng đồng các nhà khoa học làm tế bào gốc đã biết rằng Yamanaka đã gần đến đích. "Tôi nhớ rằng khi anh ấy trình bày số liệu tại hội thảo Keystone năm 2006. Vào thời điểm đó, anh ta đã không công bố tên của những gene và mọi người ai cũng hồ nghi về điều thần kỳ này" Cédric Blanpain, một nhà tế bào học ở Đại học mở Brussels, Bỉ.
Một vài tháng sau, các khán giả ở hội nghị của Hiệp hội quốc tế về nghiên cứu tế bào gốc ở Toronto, Canada đã chật cứng trong buổi diễn thuyết của Yamanaka. Các nhà khoa học đã yên lặng chờ đợi trước khi Yamanaka công bố một công thức đơn giản đến kinh ngạc của anh ấy: chỉ cần hoạt hóa 4 gene là đủ để biến một tế bào trưởng thành như tế bào nguyên bào sợi trở lại thành tế bào gốc đa năng[2]. Những tế bào gốc đa năng do cảm ứng này (iPS, induced pluripotent stem) sau đó có thể điều khiển để biệt hóa thành nhiều dạng tế bào trưởng thành khác nhau như tế bào tim, tế bào thần kinh.
Sang năm, Gurdon sẽ bước vào tuổi 80 nhưng ông vẫn tiếp tục công việc thực nghiệm của mình về các nguyên lý phân tử của quá trình tái lập trình ở ếch. Với mái tóc bồng bềnh và óc hài hước của một quý ông người Anh điển hình, ông đang vận hành viện nghiên cứu của mình như một môi trường làm việc thân thiện. Ông Gurdon đôi khi hài hước rằng niềm vinh dự được có một viện nghiên cứu mang tên mình, tên trước kia của viện là Viện Nghiên cứu Ung thư Wellcome Trust, thường chỉ dành cho người đã chết. Ở độ tuổi của ông, các đồng nghiệp vẫn cho rằng ông là một nhà nghiên cứu rất năng động.
Trong khi đó Yamanaka mới bước sang tuổi 50 thường được các đồng nghiệp kính trọng và mô tả rằng anh ăn mặc cẩn trọng, lịch sự và tỉ mỉ. Trong buổi phỏng vấn với Quỹ trao giải Nobel ở Stockholm, anh đã tiết lộ cuộc điện thoại thông báo về việc ông đạt được giải Nobel đã làm gián đoạn công đoạn dọn dẹp nhà cửa của anh. Các nghiên cứu của Yamanaka đã nhận được nguồn tài trợ rất lớn từ chính phủ Nhật, giờ đây đã có một cơ sở nghiên cứu lớn dành cho anh bên trong trường đại học nơi anh làm việc[3]. Đồng thời chính phủ cũng phê duyệt ngân sách cho một ngân hàng tế bào gốc dùng cho mục đích y tế[4]. Yamanaka đã bắt đầu sự nghiệp của mình với vai trò là bác sĩ phẫu thuật. Tuy nhiên như anh đã nói "Tôi không có khiếu về phẫu thuật do đó tôi đã quyết định rời phòng khám sang phòng thí nghiệm. Nhưng hiện giờ tôi có cảm giác mình như một nhà bác sĩ điều trị với mục tiêu cuối đời là chuyển giao những công nghệ tế bào gốc cho những phòng khám y tế".
Cả hai nhà khoa học đều đồng ý rằng cần một quãng thời gian nhất định để ứng dụng những khám phá của họ cho các liệu pháp tái sinh mô. "Điều đó lý giải tầm quan trọng của việc hỗ trợ các nghiên cứu khoa học cơ bản - một sự thật rằng các lợi ích về y tế từ những khám phá nền móng thường đến khá lâu." Gurdon đã nói như vậy với Quỹ trao giải Nobel.
[sửa]Chú thích
Gurdon, nhà khoa học đến từ Viện Gurdon ở Cambridge, UK, là người đầu tiên chứng minh các tế bào có thể được hồi xuân (reprogramming, tái lập trình), trong một công trình cách đây 50 năm[1]. Vào thời điểm đó, các nhà khoa học đã tin rằng quá trình biệt hóa tế bào là con đường chỉ có 1 chiều duy nhất, không thể quay ngược. Gurdon đã đánh đổ định kiến này bằng cách rút nhân của 1 tế bào trứng ở ếch và thay vào đó bằng nhân của một tế bào ruột của nòng nọc. Thật ngạc nhiên, quá trình này đã giúp nhân của tế bào ruột quay ngược đồng hồ sinh học. Mặc dù nhân tế bào ruột đã bị quyết định biệt hóa nhưng khi ở bên trong 1 tế bào trứng chúng lại hoạt động như là nhân các tế bào trứng bình thường và có thể phát triển thành một con nòng nọc mang những đặc điểm của con nòng nọc cho nhân.
Gurdon khi tiến hành những thí nghiệm trên thì ông đang là một sinh viên vừa tốt nghiệp tại Đại học Oxford, UK. Ông đã nhận học vị Tiến sĩ năm 1960 và làm nghiên cứu sau Tiến sĩ tại Viện Công nghệ California ở Pasadena tạm rời những con ếch của mình ở Châu Âu. Ông đã không công bố kết quả nghiên cứu của mình trong 2 năm sau khi nhận bằng Tiến sĩ cho đến khi ông chắc chắn rằng những con vật được tạo ra bằng cách đó có sức khỏe bình thường. "Khi đó tôi là một sinh viên mới tốt nghiệp ngập chìm trong biển những tri thức đã được thiết lập. Đã có rất nhiều hoài nghi về công trình của tôi" ông chia sẻ.
Các tế bào ở động vật có vú đã không tuân theo cách thức, được gọi phương pháp nhân bản bằng chuyển nhân tế bào, tương tự như ở tế bào ếch. Giới khoa học đã mất 35 năm để có được động vật có vú đầu tiên được nhân bản vô tính, con cừu Dolly được sinh ra vào năm 1996. Cừu Dolly là động vật duy nhất được sinh ra sau 277 lần thử nghiệm thất bại và việc nhân bản vô tính động vật có vú vẫn là 1 cuộc chơi xổ số thử vận may.
Các nhà khoa học đã trở nên chán chường trong nỗ lực cải thiện hiệu quả của hệ thống và cố gắng hiểu biết chính xác về những quá trình phân tử đã diễn ra. Và đó là lúc Shinya Yamanaka từ Đại học Kyoto, Nhật bản đặt dấu ấn của riêng ông. Yamanaka - người được sinh ra vào năm mà Gurdon công bố nghiên cứu để đời của mình - ông đã sử dụng các tế bào chuột nuôi cấy để xác định những gene giúp duy trì trạng thái "xuân" ở các tế bào phôi thai, và sau đó ông đã thử nghiệm xem những gene nào có thể giúp "hồi xuân" những tế bào đã biệt hóa để trở thành những tế bào gốc đa năng.
Vào giữa những năm 2000, cộng đồng các nhà khoa học làm tế bào gốc đã biết rằng Yamanaka đã gần đến đích. "Tôi nhớ rằng khi anh ấy trình bày số liệu tại hội thảo Keystone năm 2006. Vào thời điểm đó, anh ta đã không công bố tên của những gene và mọi người ai cũng hồ nghi về điều thần kỳ này" Cédric Blanpain, một nhà tế bào học ở Đại học mở Brussels, Bỉ.
Một vài tháng sau, các khán giả ở hội nghị của Hiệp hội quốc tế về nghiên cứu tế bào gốc ở Toronto, Canada đã chật cứng trong buổi diễn thuyết của Yamanaka. Các nhà khoa học đã yên lặng chờ đợi trước khi Yamanaka công bố một công thức đơn giản đến kinh ngạc của anh ấy: chỉ cần hoạt hóa 4 gene là đủ để biến một tế bào trưởng thành như tế bào nguyên bào sợi trở lại thành tế bào gốc đa năng[2]. Những tế bào gốc đa năng do cảm ứng này (iPS, induced pluripotent stem) sau đó có thể điều khiển để biệt hóa thành nhiều dạng tế bào trưởng thành khác nhau như tế bào tim, tế bào thần kinh.
Sang năm, Gurdon sẽ bước vào tuổi 80 nhưng ông vẫn tiếp tục công việc thực nghiệm của mình về các nguyên lý phân tử của quá trình tái lập trình ở ếch. Với mái tóc bồng bềnh và óc hài hước của một quý ông người Anh điển hình, ông đang vận hành viện nghiên cứu của mình như một môi trường làm việc thân thiện. Ông Gurdon đôi khi hài hước rằng niềm vinh dự được có một viện nghiên cứu mang tên mình, tên trước kia của viện là Viện Nghiên cứu Ung thư Wellcome Trust, thường chỉ dành cho người đã chết. Ở độ tuổi của ông, các đồng nghiệp vẫn cho rằng ông là một nhà nghiên cứu rất năng động.
Trong khi đó Yamanaka mới bước sang tuổi 50 thường được các đồng nghiệp kính trọng và mô tả rằng anh ăn mặc cẩn trọng, lịch sự và tỉ mỉ. Trong buổi phỏng vấn với Quỹ trao giải Nobel ở Stockholm, anh đã tiết lộ cuộc điện thoại thông báo về việc ông đạt được giải Nobel đã làm gián đoạn công đoạn dọn dẹp nhà cửa của anh. Các nghiên cứu của Yamanaka đã nhận được nguồn tài trợ rất lớn từ chính phủ Nhật, giờ đây đã có một cơ sở nghiên cứu lớn dành cho anh bên trong trường đại học nơi anh làm việc[3]. Đồng thời chính phủ cũng phê duyệt ngân sách cho một ngân hàng tế bào gốc dùng cho mục đích y tế[4]. Yamanaka đã bắt đầu sự nghiệp của mình với vai trò là bác sĩ phẫu thuật. Tuy nhiên như anh đã nói "Tôi không có khiếu về phẫu thuật do đó tôi đã quyết định rời phòng khám sang phòng thí nghiệm. Nhưng hiện giờ tôi có cảm giác mình như một nhà bác sĩ điều trị với mục tiêu cuối đời là chuyển giao những công nghệ tế bào gốc cho những phòng khám y tế".
Cả hai nhà khoa học đều đồng ý rằng cần một quãng thời gian nhất định để ứng dụng những khám phá của họ cho các liệu pháp tái sinh mô. "Điều đó lý giải tầm quan trọng của việc hỗ trợ các nghiên cứu khoa học cơ bản - một sự thật rằng các lợi ích về y tế từ những khám phá nền móng thường đến khá lâu." Gurdon đã nói như vậy với Quỹ trao giải Nobel.
[sửa]Chú thích
- ^ Gurdon, J. B. J. Embryol. Exp. Morph. 10, 622–640 (1962).
- ^ Takahashi, K. & Yamanaka, S. Cell 126, 663–676 (2006).
- ^ Cyranoski, D. Nature 451, 229 (2009).
- ^ Cyranoski, D. Nature 488, 139 (2012).
- Cell rewind wins medicine Nobel, Nature 490, 151–152 (20 October 2012).
- Nobel Hóa học 2012 (10/10/2012; Gửi bởi: Cao Xuân Hiếu; 745 lần xem)
- Giải Nobel Hóa học 2011 (10/10/2011; Gửi bởi: Cao Xuân Hiếu; 414 lần xem)
- Giải Nobel Vật lý 2011 (10/10/2011; Gửi bởi: Cao Xuân Hiếu; 378 lần xem)
- Giải Nobel Sinh lý và y học 2011 (03/10/2011; Gửi bởi: Cao Xuân Hiếu; 445 lần xem)
- Giải Nobel văn học năm 2010 (10/10/2010; Gửi bởi: Veterinary; 532 lần xem)
