Giải Nobel Hóa học 2017 đã có chủ: ba nhà nghiên cứu đặt nền móng cho công nghệ "ngủ đông" của tương lai

Ta sẽ sớm có được hình ảnh chi tiết của những dạng sống phức tạp, những hình ảnh chi tiết và chính xác đến mức nguyên tử. Đó chính là lý do vì sao giải Nobel Hóa học 2017 đã được trao cho những nhà khoa học đứng đằng sau thành công này: Jacques Dubochet, Joachim Frank và Richard Henderson vì đã phát triển thành công công nghệ hiển vi electron lạnh.

Cách thức quan sát hiển vi này đã đưa toàn bộ ngành hóa sinh vào một kỷ nguyên mới.

Học viện Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã công bố ba người chiến thắng giải Nobel Hóa học năm nay.

Trăm nghe không bằng một thấy, khi mà ta có trong tay một hình ảnh rõ ràng, ta chắc chắn sẽ hiểu được vạn vật một cách tỉ mỉ, rõ ràng hơn. Vô vàn những đột phá khoa học là dựa trên việc có thể tạo hình, quan sát thành công một vật thể gì đó – thường là vô hình trước mắt thường của con người.

Bản đồ ngành hóa sinh vẫn còn nhiều khoảng trống, và chính nhờ kĩ thuật soi hiển vi electron lạnh này, những khoảng trống đó đã được lấp đầy. Các nhà khoa học đã có thể đóng băng phân tử lại khi chúng đang di chuyển và vẽ ra được những quá trình khoa học chưa từng chứng kiến trước đây. Điều này sẽ đưa bản chất của hóa học lên tầm cao mới, và cho phép ta sử dụng thuốc hiệu quả hơn trước.

Đã từ lâu, việc soi hiển vi electron được cho là chỉ sử dụng được trên những vật chất “đã chết”, bởi tia electron cực mạnh sẽ tiêu diệt bất cứ cấu trúc sinh học nào. Nhưng hồi năm 1990, ông Richard Henderson đã thành công trong việc sử dụng kính hiển vi electron để tạo ra một hình ảnh ba chiều của một protein, hình ảnh ấy có độ phân giải ở mức nguyên tử.

Thành công này đã cho thấy tiềm năng cực lớn của thứ công nghệ không ai nghĩ là sẽ thành công này.

Độ phân giải trước đây và ngày nay của một cấu trúc sinh học của phân tử.

Ông Joachim Frank đã khiến cho công nghệ ấy dễ sử dụng hơn. Giữa khoảng năm 1975 và 1986, ông phát triển được một kĩ thuật xử lý hình ảnh mới, phân tích được những hình ảnh hai chiều mở ảo được tạo ra bởi kính hiển vi electron, kết hợp chúng lại để có được một cấu trúc 3 chiều sắc nét.

Jaccques Dubochet đã thêm được nước vào công nghệ hiển vi electron. Dung dịch nước bay hơi trong môi trường chân không của kính hiển vi electron, thông thường sẽ khiến cho cấu trúc sinh học phân tử sập xuống. Đầu những năm 1980, Dubochet đã thành công trong việc thủy tinh hóa dung dịch nước – làm lạnh nước nhanh đến mức nó đông cứng lại xung quanh một mẫu vật sinh học, cho phép trạng thái các cấu trúc sinh học phân tử được bảo tồn ngay cả trong môi trường chân không.

Virus encephalitis được nhìn dưới kính hiển vi electron lạnh.

Việc hiểu được cấu trúc, hình dạng và tính ổn định của cấu trúc sinh học phân tử tại nhiệt độ cực thấp sẽ cho chúng ta cái nhìn mới vào công nghệ đông lại. Ta sẽ có thể bảo tồn được mô sống hiệu quả hơn, lâu hơn và đây sẽ là bước đệm để ta có thể đạt được “công nghệ ngủ đông”.

Xin chúc mừng Jacques Dubochet, Joachim Frank và Richard Henderson vì những cống hiến vô giá cho khoa học!

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.