Nobel Hóa học 2015: Cơ chế tự sửa chữa DNA của tế bào

3 nhà khoa học đến từ Anh, Mỹ giành giải Nobel Hóa học 2015. (Nguồn: Nobelprize.org).

Các công trình nghiên cứu của Tomas Lindahl, thuộc Viện nghiên cứu Francis Crick (Anh), Paul Modrich, Viện Y khoa Poaul Modrich (Mỹ) và Aziz Sancer, Đại học Bắc Carolina (Mỹ) đã cung cấp kiến thức cơ bản về các chức năng của một tế bào sống, và nhờ vậy có thể được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là phát triển phương pháp điều trị ung thư mới.

Hàng ngày, DNA của con người luôn chịu các tổn thương gây nên bởi bức xạ tia tử ngoại (UV) và các chất gây ung thư khác. Và kể cả không chịu các tổn hại từ bên ngoài kể trên, thì một phân tử DNA cũng vốn đã bất ổn. Hàng nghìn sự biến đổi tự phát diễn ra trong bộ gen của một tế bào luôn diễn ra hàng ngày. Hơn nữa, có nhiều điểm khuyết tật cũng xuất hiện khi DNA được nhân bản trong quá trình phân chia tế bào, một tiến trình diễn ra hàng triệu lần mỗi ngày trong cơ thể con người.

Nguyên nhân mà vật chất di truyền của con người không bị phân rã ra thành một mớ hóa chất hỗn độn chính là nhờ một loạt hệ thống phân tử liên tiếp điều chỉnh và sửa chữa DNA.

3 nhà khoa học được vinh danh trong lĩnh vực hóa học năm nay chính là nhờ việc tìm ra cơ chế tự sửa chữa DNA ở mức độ phân tử của tế bào.

Vào đầu những năm 1970, giới khoa học từng tin rằng DNA là một phân tử vô cùng ổn định, nhưng Tomas Lindahl đã tin vào điều ngược lại khi cho rằng DNA phân hủy với tốc độ nhanh đến mức có thể khiến toàn bộ sự sống trên Trái Đất này trở thành điều không thể. Chính sự thấu hiểu đó đã dẫn ông đến với khám phá về một cơ chế ở cấp độ phân tử, trong đó liên tục chống lại sự sụp đổ và phân hủy của DNA.

Trong khi đó, nhà khoa học Aziz Sancar đã tìm ra được cơ chế mà các tế bào sử dụng để sửa chữa những tổn thương của DNA gây nên bởi tia tử ngoại. Những người từ lúc mới sinh ra nếu bị khiếm khuyết hệ thống tự sửa chữa này thường có nguy cơ mắc bệnh ung thư da nếu như tiếp xúc quá nhiều với ánh sáng Mặt Trời. Ngoài ra, ông cũng phát hiện ra rằng tế bào cũng tự có cơ chế tự sửa chữa các khiếm khuyết gây nên bởi các chất gây biến đổi gen khác.

Còn nhà khoa học Paul Modrich cũng tìm ra cách mà tế bào tự sửa chữa các khiếm khuyết về thông tin di truyền gây ra trong khi DNA được sao chép trong quá trình phân chia tế bào. Cơ chế này, đã giảm tỷ lệ sinh ra các khiếm khuyết của DNA đến 1.000 lần. Các khuyết tật bẩm sinh xảy ra trong quá trình này thường dẫn đến kết quả là tỷ lệ mắc bệnh ung thư ruột kết do di truyền tăng cao.

Tất cả các công trình nghiên cứu và phát hiện của 3 nhà khoa học nói trên đã cung cấp cho chúng ta những kiến thức cơ bản về chức năng của các tế bào – những kiến thức mà giới khoa học có thể tận dụng để tìm ra các phương pháp điều trị ung thư mới trong tương lai.

Năm ngoái, Giải Nobel Hóa học đã được trao cho hai nhà khoa học Mỹ và một nhà khoa học Đức nhờ công trình chế tạo kính hiển vi huỳnh quang siêu phân giải, cho phép con người nghiên cứu tế bào sống đến cấp độ phân tử nhỏ nhất. Nó vượt qua những hạn chế của kính hiển vi quang học, giúp con người có thể nghiên cứu sâu hơn về phân tử đơn lẻ trong tế bào sống.