Bản in

Khoa học

Thứ Năm, 4/10/2018 19:18

Giải Nobel Hóa học cho khám phá về tiến hóa và enzyme

Giải Nobel Hóa học cho khám phá về tiến hóa và enzyme

GD&TĐ - Giải Nobel Hóa học 2018 đã có chủ. Một nửa giải thưởng thuộc về nhà khoa học nữ Fraces H. Arnhold (Mỹ) cho những khám phá về tiến hóa có định hướng của các enzyme.

Nửa giải thưởng còn lại thuộc về 2 nhà khoa học George P. Smith (Mỹ) và Gregorye P. Winter vì đã sử dụng thực khuẩn thể (bacteriophage) – một loại virus tấn công vi khuẩn, để tạo ra các protein và kháng thể mới. Theo đánh giá của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, các phát hiện xuất sắc này dựa trên việc sử dụng các cơ chế của tiến hóa để gây ra “cuộc cách mạng” trong hình thành các protein mới, có thể dùng để sản xuất nhiên liệu sinh học, chất tẩy rửa hay các loại thuốc mới (trong đó có thuốc chống ung thư)...

Theo Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, 3,7 tỷ năm tồn tại của sự sống trên Trái đất cho thấy, tiến hóa có khả năng giải quyết nhiều vấn đề, còn công cụ của nó, tức là các protein, có thể được thay đổi, tối ưu hóa, phục hồi để tạo ra tính đa dạng khác lạ. Các nhà khoa học đoạt Giải Nobel Hóa học năm nay đã nhận thấy rằng lợi dụng các quy luật của tiến hóa, các quá trình biến đổi gen và chọn lọc tự nhiên có thể tạo ra các protein hoàn toàn mới. Các protein này có thể giúp giải quyết hàng loạt vấn đề, chẳng hạn như trong công nghiệp hay y tế.

Các cơ chế điều khiển và kiểm soát các quá trình hóa học của sự sống được ghi trong các gen và truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác. Những biến đổi nhỏ của những gen đó có thể dẫn tới những thay đổi. Một số biến đổi gen làm xuất hiện những cơ thể yếu hơn; một số khác làm xuất hiện những cơ thể mạnh hơn; một số cá thể biến mất, nhưng một số khác lại tiếp tục phát triển. Sự sống trở nên ngày càng đa dạng.

Đối với trường hợp bà Fraces H. Arnold, ý nghĩa cơ bản của thành công là phương pháp tư duy sinh thái. Bà nhận thấy rằng, hóa học giúp tạo ra các loại thuốc, vật liệu dẻo nhân tạo nhờ sử dụng các chất tan mạnh, các kim loại nặng hoặc axit. Từ đây, bà Fraces H. Arnold suy nghĩ về việc thay đổi điều đó và sử dụng các công cụ mà tự nhiên đang sử dụng – đó là các enzyme. Việc tạo ra các enzyme mới dựa trên các phương pháp thí nghiệm đã biết từ những năm 80 thế kỷ trước trở nên quá khó khăn.

Ý tưởng bắt chước tự nhiên, đưa các đột biến tình cờ vào một gen mã hóa enzyme đã biết và chờ đợi để vi khuẩn sản xuất ra phiên bản mới, đã biến đổi, hóa ra là cách tư duy đột phá quan trọng. Vào năm 1993, bà Arnold tiến hành những thí nghiệm đầu tiên với cái gọi là tiến hóa enzyme có định hướng. Cùng với thời gian, phương pháp này được hoàn thiện và trở nên phổ biến. Nhờ các enzyme mới, hình thành theo cách này, người ta đã sản xuất được nhiều hợp chất hóa học trong đó có thuốc, nhiên liệu, chất tẩy rửa… theo phương pháp sinh thái, thân thiện với môi trường.

Một nửa Giải thưởng Nobel Hóa học năm nay thuộc về 2 nhà khoa học George P. Smith (Mỹ) và Gregory P. Winter (Anh). Các công trình nghiên cứu của họ về phương pháp tiến hóa có định hướng đã giúp tạo ra những loại thuốc mới có khả năng trung hòa độc dược, chống lại các căn bệnh tự miễn dịch và chữa trị bệnh ung thư đã di căn. Họ là những người đầu tiên sử dụng thực khuẩn thể trong những nhiệm vụ này.

Theo Tuấn Sơn
Nauka