GIẢI NOBEL y học (GIẢI PHẪU BỆNH)

GIẢI NOBEL Y HỌC • Giải Nobel Y học năm vừa cơng bố Các cơng trình nghiên cứu làm sáng tỏ chế bảo vệ nhiễm sắc thể telomere enzym telomerase (một vấn đề quan trọng sinh học) ba nhà khoa học Mỹ Elizabeth H Blackburn, Carol W Greider Jack W Szostak vinh dự nhận giải thưởng Sơ lược nhà khoa học • • • Elizabeth H Blackburn mang quốc tịch Mỹ Úc Bà sinh năm 1948 Hobart (Tasmania, Úc), tốt nghiệp ĐH Melbourne(Úc), hoàn thành tiến sỹ ĐH Cambridge (Anh), nghiên cứu sau tiến sỹ ĐH Yale (Mỹ); làm việc ĐH California trở thành GS sinh học sinh lý học từ năm 1990 Carol W Greider mang quốc tịch Mỹ; sinh năm 1961 San Diego (California); tốt nghiệp ĐH California Berkeley nhận tiến sỹ vào năm 1987 (Blackburn GS hướng dẫn); nghiên cứu sau TS Cold Spring Harbor Laboratory trở thành GS sinh học phân tử di truyền trường y khoa thuộc ĐH Johns Hopkins (Baltimore) năm 1997 Jack W Szostak sinh năm 1952 Luân Đôn (Anh) lớn lên Canada; theo học ĐH McGill (Montreal) ĐH Cornell (New York), nhận TS năm 1977; làm việc trường y khoa ĐH Harvard từ 1979 GS di tryền học Massachusetts General Hospital (Boston) Nhiễm sắc thể • Mỗi nhiễm sắc thể (NST) hay thể bắt màu (chromosome) gồm sợi DNA protein tạo hình thái cho sợi nhiễm sắc NST "được gói" nhân tế bào Vì DNA (mang gene) thành phần NST nên coi NST véc-tơ truyền thơng tin di truyền tới hệ sau • Các NST (chromosome) nhân đơi tạo cặp tương đồng đính với tâm động (centromere) xếp mặt phẳng xích đạo vi ống (microtubules) trước di chuyển hai cực chuẩn bị cho trình phân chia tế bào • Trong trình phân bào nguyên nhiễm tế bào nhân thực, NST nhân đôi tạo thành cặp tương đồng sau NST cặp di chuyển tế bào (hay trình phân ly) Hai kiện nhân đôi phân ly giúp số lượng NST ổn định qua hệ tế bào • Trong trình phân bào giảm nhiễm (hay giảm phân) để hình thành giao tử, số lượng NST giao tử đực hay giao tử nửa số lượng NST tế bào mẹ • Mỗi lồi sở hữu NST đặc trưng số lượng, hình thái, kích thước Như nói trên, số lượng NST ổn định qua hệ Đầu dây giày • Hãy hình dung sợi NST sợi nằm nhân tế bào Nếu sợi khơng có ranh giới rõ ràng dẫn đến tượng đầu sợi dễ dính "lung tung" với tất trở thành "đám rối" mà Thật tai hại điều sảy NST mang thơng tin di truyền (của cải quý giá cho "muôn đời sau") Vào năm 1930 Hermann Muller Barbara McClintock • Đầu dây giày cịn giúp cố định tránh rối • phát điểm tận đầu sợi NST (các telomere hay thể đỉnh) có đặc tính ngăn NST khơng dính với Khơng đầu tận cịn bảo vệ NST q trình tế bào nhân đôi phân chia Tuy nhiên, chế hoạt động "đầu mút" cịn điều bí ẩn Hermann Muller Barbara McClintock trao giải Nobel vào năm 1946 1983 • Khi khoa học bắt đầu tìm hiểu chế nhân đôi gene vào đầu kỷ 15, vấn đề nảy sinh phần tận hai mạch chuỗi DNA nhân đơi Chính vậy, theo lý thuyết NST bị ngắn sau lần phân bào thực tế khơng phải Rõ ràng có hay nhiều chế diễn để giữ vẹn tồn NST • Điều giải thích cơng trình nhiên cứu ba nhà khoa học giành giải Nobel lần Mút dây dày bảo vệ NST • Cũng đoạn khác suốt chiều dài NST, phần đầu mút (hay phần đỉnh) gồm bazơ nitơ xếp tạo thành chuỗi có trình tự định Trình tự đoạn "đầu dây" Elizabeth Blackburn xác định NST trùng roi Tetrahymena có thứ tự bazơ nitơ CCCCAA • Thể đỉnh (telomere) phần đầu NST • Cả phần "bao đầu dây" lặp lặp lại trình tự Cũng vào thời điểm Jack Szostak chứng minh đưa NST kích thước nhỏ (được hình thành DNA virus kết hợp với protein histon) vào nấm men, NST nhanh chóng bị thối hóa Hai tác giả định tiến hành thí nghiệm đưa đoạn CCCCAA trùng roi vào tế bào nấm men Kết đoạn trình tự bảo vệ NST Như cấu trúc phần đỉnh NST lồi bảo vệ NST loài khác hai loài mức thang tiến hóa xa • Các nghiên cứu chứng minh trình tự DNA phần đầu NST có mặt hầu hết lồi động, thực vật, từ a míp người Q trình tái tạo đầu mút • Khi ta vuốt hay kéo dây giày, phần bao đầu dây bị tuột Cũng vậy, q trình nhân đơi sảy dọc theo chiều dài NST, "đoạn đầu dây" NST bị • Một câu hỏi đặt chế bảo vệ hay tạo đoạn mút quan trọng này? Câu hỏi Carol Greider giáo sư hướng dẫn tìm lời giải đáp vào lễ giáng sinh 1984 phát dấu hiệu enzym dịch chiết tế bào Enzyme đặt tên telomerase, tinh tiếp tục xác định cấu trúc Một kết gây ngạc nhiên telomerase gồm RNA protein Phần RNA chứa trình tự CCCCAA đóng vai trị làm khuôn mẫu tổng hợp telomere phần protein đảm bảo cho enzym hoạt động Enzym kéo dài đoạn đầu mút tạo điều kiện để DNA polymerases (enzym tác động vào trình kéo dài chuỗi DNA) thực chép dọc chiều dài tận điểm cuối NST Làm chậm q trình lão hóa • Như phần tận NST có vai trị quan trọng việc đảm bảo tính tồn vẹn NST Để xác định chức tế bào, nhóm nghiên cứu Szostak dùng nấm men bị đột biến làm ngắn telomere Các tế bào đột biến giảm sức sống, phát triển chậm chí dừng phân chia • Trong Blackburn cộng gây đột biến phần RNA enzym telomerase mao trùng quan sát thấy tượng giống kết nhóm Szostak tìm thấy với nấm men • Trong hai trường hợp đột biến telomere dẫn đến q trình lão hóa sớm tế bào Ngược lại, telomere hồn chỉnh có khả bảo vệ NST khỏi bị tổn thương giúp tế bào kéo dài "tuổi trẻ" Hiện tượng chứng minh tế bào người Các nghiên cứu sau xác định trình tự DNA telomere thu hút protein hình thành "chiếc mũ bảo hiểm" bao bọc phần đầu dễ đứt gãy mạch DNA Ứng dụng nghiên cứu lão hóa, ung thư tế bào gốc • Sau cấu tạo, chế hoạt động chức telomere tìm ra, nhiều chuyên gia cho telomere đóng vai trị q trình lão hóa khơng tế bào đơn lẻ mà thể Trong thực tế lão hóa trinh phức tạp với nhiều yếu tố liên quan telomere yếu tố • Đa số tế bào khơng phân chia cách thường xuyên nên NST chúng gặp rủi ro cần đến hoạt động telomere Như với khả phân chia mãnh liệt, nhiều vô hạn định tế bào ung thư, hoạt động telomere NST phải giữ vai trò quan trọng Một giả thuyết đưa tác động, hạn chế hay kìm hãm tế bào ung thư cách tác động đến telomere NST chúng Nghiên cứu tác nhân hạn chế tế bào ung thư vaccin kháng tế bào có telomere tăng hoạt động tiến hành • Sai lệch telomere dẫn đến số bệnh di truyền thiếu máu suy tủy gây thiếu hồng cầu Nguyên nhân bệnh bắt nguồn từ tế bào gốc tủy xương Một số bệnh phổi, bệnh da di truyền sai lệch telomere gây nên • Như vậy, khám phá nhà khoa học cho chiều tiếp cận để hiểu hoạt động tế bào, chế nhiều chứng bệnh có bệnh nguy hiểm Hy vọng khám phá ứng dụng thành cơng nhóm nhà khoa học cho đời phưong pháp trị liệu cho nhiều loại bệnh cho khó chữa hay chữa Telomeres and Cell Senescence ... di truyền thiếu máu suy t? ?y g? ?y thiếu hồng cầu Nguyên nhân bệnh bắt nguồn từ tế bào gốc t? ?y xương Một số bệnh phổi, bệnh da di truyền sai lệch telomere g? ?y nên • Như v? ?y, khám phá nhà khoa học. .. vuốt hay kéo d? ?y gi? ?y, phần bao đầu d? ?y bị tuột Cũng v? ?y, q trình nhân đơi s? ?y dọc theo chiều dài NST, "đoạn đầu d? ?y" NST bị • Một câu hỏi đặt chế bảo vệ hay tạo đoạn mút quan trọng n? ?y? Câu...• Giải Nobel Y học năm vừa công bố Các cơng trình nghiên cứu làm sáng tỏ chế bảo vệ nhiễm sắc thể telomere enzym telomerase (một vấn đề quan trọng sinh học) ba nhà khoa học Mỹ Elizabeth