Giải thưởng Nobel sinh lý hay y học năm 2007

Vài năm gần đây trong nước đã rộ lên một phong trào nghiên cứu về tế bào gốc thì giải thưởng Nobel  năm  nay  giúp  chúng ta  hiểu  rõ khám phá ấy cũng như tầm quan trọng và những khả năng ứng dụng của nó. Trong thông báo ban đầu công bố giải thưởng lần này đặc biệt có một bài tổng quan rất hay của Goran K. Hanson, giáo sư Nghiên cứu Tim mạch, thành viên Hội đồng Nobel về Sinh lý hay Y   học, viện Karolinska nhưng quá dài. Trái lại thông báo cho lại quá đơn giản, khó hiểu cho nên để phục vụ độc giả trong ngành y chúng tôi cũng sơ lược tóm tắt lại những nghiên cứu này và cũng muốn có thêm chút ít hy vọng rằng độc giả có thể thấy rõ muốn nghiên cứu vấn đề này cần có một phòng thí nghiệm tương đối hoàn chỉnh về sinh học phân tử để khỏi tốn tiền vô ích.

Giải thưởng Nobel về Sinh lý hay Y học năm nay 2007 được công bố ngày 8 tháng 10, sớm hơn thường lệ 2 ngày. Ba người được nhận giải là Martin J. Evans người Anh, Mario R Capecchi và Oliver Smithies quốc tịch Mỹ nhưng gốc Italia và Anh, do các ông đã khám phá ra các nguyên tắc đưa gen thay đổi đặc hiệu vào chuột bằng sử dụng tế bào gốc phôi (principles for introducing specific gene   modifications  in   mice   by   the   use   of embryonic stem cells).

ADN chuyển thông tin di truyền đã được biết từ lâu khi Lederberg khám phá ra ở vi khuẩn (Nobel 1958) và gọi là tái tổ hợp gen (genic recombination). Nhưng  Martin J. Evans  đã thành công với tế bào nhân chuẩn tức ở chuột đầu tiên bằng cách chuyển tế bào u quái (teratoma) của chuột sang phôi nang chuột bắt đầu có thai và thấy những chuột con được đẻ ra có tế bào u quái có thể phát triển thành nhiều mô bình thường khác nhau (da, tóc, cơ…). Như thế tế bào u quái chính  cũng   là   một   loại   tế   bào   gốc   phôi (embryonic stem cells ES). Sau đó, ông đã dùng ES của chủng chuột khác để thay tế bào u quái và đã thu được những con chuột con thể khảm (chimera  tức  mang  gen  của  cả  2  chủng  khác nhau, như là Medawar Nobel 1960 đã dùng với tế bào lách). Đặc điểm này được di truyền theo như quy luật Mendel. Nhờ đó mà ES nay được dùng để làm tế bào gây bất hoạt gen tức KO (Knọck- Out) thực nghiệm ở chuột.

Vào những năm 1970 người ta thấy tế bào cấp cao cũng có hiện tượng tái tổ hợp gen tức trao đổi gen trong quá trình phân bào giảm nhiễm. Đem ứng dụng, người ta đã nghĩ ra kỹ thuật bất hoạt một gen bằng cách đưa một gen có trình tự nucleotid y hệt gen định bất hoạt vào trong một vectơ như plasmid. Sau đó ken vào ngay giữa exon của gen này một đoạn trình tự nucleotid khác hoặc có cytosin đã bị methyl hóa. Như vậy khi gen này được đưa vào nhân tế bào, gặp lại gen tương ứng trên chuỗi ADN sẽ kết hợp theo nguyên tắc bổ cứu giữa các base, nhưng không tái sao được do có một phần trình tự khác với gen  gốc. Như vậy cả gen chính cũng sẽ bị bất hoạt và thường gọi là bị KO (knock out = đo ván). Tất cả những thí nghiệm này đều làm trên tế bào chuột nuôi cấy và sự tái tổ hợp xẩy ra ngẫu nhiên khi vào chỗ này khi sang chỗ khác không định trước được. Chính hai ông Mario R Capecchi và Oliver Smithies đã hoàn chỉnh được kỹ thuật tìm gen đích (gene targetting) để gây K.O. theo đúng ý muốn. Nguyên tắc là: