Thầy trò Việt giải mã ‘bí ẩn’ sinh học 20 năm trên Nature

Tờ Nature – tạp chí khoa học với tỷ lệ chấp thuận chỉ 8% – ngày 3/3 xuất bản bài báo có tiêu đề “DICER cleavage fidelity is governed by 5′-end binding pockets” (tạm dịch: Độ chính xác của quá trình cắt bởi DICER được điều chỉnh bởi các túi liên kết ở đầu 5′.).

Công trình do hai nghiên cứu sinh Ngô Minh Khoa và Lê Công Trực thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS Nguyễn Tuấn Anh, trường Khoa học tự nhiên, Đại học Khoa học và Công nghệ Hong Kong (HKUST).

Nghiên cứu tập trung giải mã quá trình sinh tổng hợp hàng nghìn phân tử microRNA (vi sợi RNA) trong tế bào. Trọng tâm của nghiên cứu là enzyme DICER, hoạt động như một “chiếc kéo sinh học”, cắt tiền chất miRNA thành các đoạn nhỏ để kích hoạt quá trình tắt gen.

Theo PGS Tuấn Anh, suốt hai thập kỷ, giới khoa học cho rằng DICER chỉ có một “túi nhận diện” để xác định vị trí cắt. Túi này nhận ra ba loại ribonucleotide (đơn phân cấu tạo nên phân tử RNA) là A, U, C nhưng lại bỏ sót G. Ông nhận định đây là lỗ hổng lớn trong logic sinh học vì RNA tự nhiên có đủ bốn loại.

Từ đó, nhóm kết hợp những phương pháp hóa sinh mà phòng thí nghiệm của anh đã nghiên cứu trong suốt 9 năm với công nghệ hiển vi điện tử nghiệm lạnh (cryo-EM), qua đó phát hiện DICER thực chất có “túi thứ hai” giúp nhận diện G.

Theo Khoa, tác giả đầu của bài báo, công nghệ cryo-EM giúp họ nhìn thấy cách RNA gắn vào DICER ở cấp độ nguyên tử. Trực cũng cho rằng ứng dụng tin sinh học để phân tích dữ liệu lớn từ các thí nghiệm hóa sinh phức tạp là yếu tố then chốt để giải mã cơ chế hoạt động của DICER trong thời gian ngắn.

“Enzyme này có khả năng biến đổi hình dạng linh hoạt hơn nhiều so với những gì giới khoa học từng biết”, Khoa đánh giá.

Phó giáo sư Kwon Sung-Chul, chuyên gia về lĩnh vực RNA tại Trường Y, Đại học Hong Kong, nhận định việc giải mã cấu trúc và cơ chế hoạt động của DICER trên đa dạng cơ chất là mảnh ghép còn thiếu suốt 20 năm qua của ngành sinh học phân tử. Nó còn mở ra cánh cửa mới cho các liệu pháp điều trị, đặc biệt là ung thư, dựa trên cơ chế can thiệp RNA (RNAi).

PGS Tuấn Anh nhìn nhận dấn thân vào nghiên cứu công nghệ cryo-EM để tận mắt thấy cấu trúc 3D của DICER là bước ngoặt mạo hiểm. Cả thầy và trò đối mặt vô số thất bại tốn kém. Chẳng hạn, vì thiếu máy tính chuyên dụng, các nghiên cứu sinh thường phải làm xuyên đêm để “dùng ké” máy của các phòng thí nghiệm khác.

Cuối cùng, cả nhóm đã nhận được cái “gật đầu” của Nature, sau hơn ba năm miệt mài. Đây cũng là tâm nguyện của PGS Tuấn Anh khi bắt đầu sự nghiệp giảng dạy.

“Tôi luôn tin trí tuệ Việt Nam hoàn toàn đủ sức cạnh tranh sòng phẳng với bạn bè quốc tế trong khoa học thực nghiệm, nếu được trao cơ hội và đường lối đúng đắn”, anh nói.

PGS Tuấn Anh từng hai lần được đăng trên Cell – tạp chí sinh học hàng đầu thế giới. Trong đó, một nghiên cứu được Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KOFST) bình chọn trong top 10 sự kiện của năm 2015.

Tại HKUST, anh đã dẫn dắt ba thế hệ sinh viên Việt Nam. Ngô Minh Khoa là nghiên cứu sinh ở trường, còn Lê Công Trực đã tốt nghiệp, đang làm sau tiến sĩ ở Thụy Sĩ.

Nature là tạp chí khoa học đa ngành, xuất bản các nghiên cứu tiên phong kể từ năm 1869. Đây là ấn phẩm danh tiếng bậc nhất, có bài được chấp thuận là niềm vinh dự trong sự nghiệp của bất kỳ nhà nghiên cứu nào.

Các bài đăng phải đáp ứng tiêu chí về độ mới, có ý nghĩa khoa học lớn và phương pháp luận vững chắc, đồng thời thu hút sự quan tâm của cộng đồng khoa học đa ngành.

Khánh Linh