Khám phá giải Nobel y học 2013

Ba nhà khoa học đoạt giải Nobel năm nay đã giải mã được những bí ẩn về cách thức các tế bào tổ chức hệ thống vận chuyển của mình.

Mỗi tế bào trong cơ thể chúng ta có thể được ví như một nhà máy sản xuất và xuất khẩu “hàng hóa” là những phân tử. Ví dụ insulin - một hoóc-môn mà nếu thiếu sẽ gây ra bệnh tiểu đường - được sản xuất và giải phóng vào máu, và các tín hiệu hóa học có tên là các chất dẫn truyền thần kinh được gửi từ tế bào thần kinh này tới tế bào thần kinh khác. Những phân tử này được đóng gói thành những “túi” nhỏ và được vận chuyển trong tế bào. Các nhà khoa học đã tìm ra những nguyên tắc phân tử điều khiển cơ chế phân phối “hàng hóa” tới đúng chỗ và đúng lúc trong tế bào.

Cũng giống như một bến cảng lớn và đông đúc, phải có nhiều hệ thống để đảm bảo “hàng hóa” được vận chuyển tới đúng lúc và đúng chỗ. Tế bào, với những thành phần khác nhau gọi là các bào quan, đối mặt với một vấn đề giống nhau: Tế bào sản xuất các các phân tử như nội tiết tố, chất dẫn truyền thần kinh, cytokin và các enzym và những “hàng hóa” này phải được đưa tới các nơi khác bên trong tế bào, hoặc “xuất khẩu” ra ngoài tế bào vào đúng thời điểm thích hợp. Thời gian và địa điểm là yếu tố quyết định tất cả. Những “túi” tí hon giống như những bong bóng nhỏ, có màng bao quanh, như những con thoi vận chuyển “hàng hóa” qua lại giữa các bào quan hoặc hợp nhất với màng ngoài của tế bào và giải phóng “hàng hóa” ra ngoài tế bào. Điều này rất quan trọng vì nó sẽ kích hoạt hoạt động của thần kinh trong trường hợp “hàng hóa” là chất dẫn truyền thần kinh, hoặc điều khiển hoạt động chuyển hóa các chất trong trường hợp “hàng hóa” là các hormon. Thế nhưng làm thế nào mà những “túi hàng” này biết được là chúng phải đến đâu và vào lúc nào để phân phối “hàng”? 

Randy Schekman, nhà khoa học Mỹ sinh năm 1948 ở St Paul, Minnesota, hiện là giáo sư Khoa Sinh học phân tử và tế bào, Trường Đại học California và là nhà nghiên cứu tại Viện Y học Howard Hughes, đã tìm ra một bộ các gen cần thiết cho việc vận chuyển các “túi hàng”.

James Rothman, sinh năm 1950 tại Haverhill, Massachusetts, hiện là Giáo sư Trưởng khoa Sinh học tế bào, Trường Đại học Yale, Mỹ, đã khám phá ra hệ thống protein cho phép các “túi hàng” hợp nhất với đích đến để chuyển giao hàng hóa.

Còn Thomas Südhof thì phát hiện được cơ chế mà nhờ đó các tín hiệu hướng dẫn cho các “túi hàng” giải phóng “hàng hóa” của mình với sự chính xác tuyệt đối. Ông sinh năm 1955 ở Göttingen, Đức và hiện là Giáo sư Phân tử và Sinh lý tế bào tại Trường Đại học Stanford, Mỹ.

Công trình nghiên cứu của các nhà khoa học đoạt giải Nobel năm nay đã làm sáng tỏ một quá trình cơ bản trong sinh lý học tế bào. Những khám phá này có tác động rất lớn đến hiểu biết của chúng ta về cách thức mà “hàng hóa” do tế bào sản xuất ra được vận chuyển kịp thời và chính xác ở trong và ngoài tế bào. Thiếu đi sự tổ chức cực kỳ chính xác này, hoạt động của tế bào sẽ rơi vào hỗn loạn hậu quả là nhiều bệnh sẽ xảy ra, bao gồm các rối loạn thần kinh, miễn dịch và bệnh tiểu đường.