Kính hiển vi đóng băng electron giành giải Nobel Hóa học

Ngày 4-10, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển công bố trao giải Nobel Hóa học cho nhà khoa học Jacques Dubochet (Đại học Lausanne, Thụy Sỹ), Joachim Frank (Đại học Columbia, Mỹ) và Richard Henderson (Phòng Thí nghiệm Sinh học Phân tử MRC, Anh) vì đã phát triển kính hiển vi đóng băng electron, giúp nghiên cứu cấu trúc và quá trình sinh học của phân tử.

Theo Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, phương pháp này đã đưa ngành hóa sinh tiến vào một kỷ nguyên mới. Kính hiển vi đóng băng electron đơn giản hóa và cải thiện chất lượng hình ảnh phân tử, giúp điền vào những chỗ khuyết trên các bản đồ hóa sinh hiện nay, làm tiền đề cho các đột phá khoa học. Với phương pháp này, các nhà khoa học hiện có thể quan sát được hình ảnh và quá trình sinh học của rất nhiều sinh thể, trong đó có các protein chống kháng sinh và virus Zika.   

Trong quá khứ, kính hiển vi electron từng bị cho là chỉ phù hợp với các vật thể chết bởi tia electron mạnh có khả năng phá hủy các vật thể sinh học. Năm 1990, Richard Henderson (SN 1945) đã thành công trong việc dùng kính hiển vi electron để tạo ra hình ảnh 3 chiều của một protein ở mức độ phân giải nguyên tử.

Joachim Frank (SN 1940) đã biến công nghệ này trở nên dễ áp dụng hơn. Từ năm 1975-1986, ông phát triển phương pháp xử lý hình ảnh giúp phân tích và kết hợp các hình ảnh 2 chiều chất lượng thấp của kính hiển vi thành cấu trúc 3 chiều sắc nét.

Đầu những năm 1980, Jacques Dubochet (SN 1942) thành công trong việc thủy tinh hóa nước. Ông tăng tốc độ làm lạnh nước nhanh đến mức nước đông đặc lại ngay trong trạng thái lỏng và bọc quanh mẫu vật sinh học. Do đó, dù được đặt trong kính hiển vi electron nhưng các phân tử vẫn có thể giữ nguyên hình trạng tự nhiên của chúng.

Nhờ sự kết hợp của các thành quả nghiên cứu trên, kính hiển vi electron hiện được tối ưu hóa. Đây là yếu tố quyết định giúp các nhà nghiên cứu hiểu về đặc tính hóa học của sinh vật, đồng thời thúc đẩy ngành dược phát triển. Ông Joachim Frank cho biết ứng dụng của các nghiên cứu này sẽ được biết đến trong tương lai. “Sẽ có cực kỳ nhiều ứng dụng. Song, cần có thời gian để biến kết quả của các nghiên cứu căn bản này thành kiến thức thường thức và đưa vào áp dụng trong ngành dược”, ông nói.

KHANG NINH