Loài tảo đơn bào bé xíu giúp 3 nhà khoa học đoạt Nobel Y học

Ngày 5/10, Hội đồng Nobel thuộc Viện Karolinska (Thụy Điển) trao giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học 2026 cho Karl Deisseroth (54 tuổi, người Mỹ), Peter Hegemann (71 tuổi, người Đức) và Georg Nagel (73 tuổi, người Đức). Công trình được vinh danh là "những khám phá về kênh ion điều khiển bằng ánh sáng và quang di truyền". Giải thưởng trị giá 12 triệu krona Thụy Điển (khoảng 1,2 triệu USD), chia cho ba người.

Theo Ủy ban Nobel, quang di truyền giúp bật hoặc tắt hoạt động của từng tế bào thần kinh trong não đang sống, qua đó cho thấy các tế bào này định hình ký ức, cảm xúc và hành vi ra sao. "Quang di truyền mở ra cách lập bản đồ não mà trước đây chúng ta chỉ dám mơ", ông Per Svenningsson, Chủ tịch Ủy ban Nobel Sinh lý học hoặc Y học, nói.

Khởi đầu từ một loài tảo

Câu chuyện bắt đầu từ tảo xanh đơn bào thuộc chi Chlamydomonas. Hegemann tò mò vì sao sinh vật bé nhỏ này bơi được về phía nguồn sáng. Loài tảo cảm nhận ánh sáng bằng một "điểm mắt".

Hegemann và Nagel, cùng nhà lý sinh học Ernst Bamberg, xác định gene của protein channelrhodopsin. Nagel cho gene này biểu hiện trong trứng ếch. Protein nằm trên màng trứng và khi được chiếu sáng, nó mở ra, cho ion dương đi qua màng. Họ nhận ra protein hoạt động ở bất kỳ loại tế bào nào được đưa gene vào.

Deisseroth đưa gene channelrhodopsin vào tế bào thần kinh, biến protein này thành công tắc điều khiển bằng ánh sáng. Công bố năm 2005 của nhóm ông (Edward Boyden là tác giả đầu, Bamberg và Nagel cùng tham gia) cho thấy có thể kích hoạt tế bào thần kinh bằng ánh sáng xanh với độ chính xác đến mili giây.

Theo Ủy ban Nobel, sau đó, Deisseroth khiến công tắc này hoạt động trong não chuột sống. Các cải tiến sau đó giúp "tắt" tế bào thần kinh thay vì chỉ "bật", đồng thời điều khiển được từng tế bào riêng lẻ.

Theo một số tổng hợp, nhóm của Deisseroth cùng Susumu Tonegawa từng kích hoạt lại đúng nhóm tế bào lưu giữ ký ức sợ hãi ở chuột, khiến con vật biểu hiện sợ hãi ở nơi không có mối đe dọa nào.

"Phương pháp này hiện được sử dụng trong các phòng thí nghiệm trên khắp thế giới để làm sáng tỏ những bí ẩn của bộ não", cơ quan trao giải nhận định.

Niềm hy vọng cho người mù, nhưng còn rất sớm

Theo Ủy ban Nobel, quang di truyền đã thay đổi căn bản hiểu biết của chúng ta về bộ não. Mỗi ngày đều có những khám phá mới, góp phần giải đáp một trong những bí ẩn lớn nhất của nhân loại: bộ não vận hành như thế nào.

Từ nguyên lý quang di truyền, các nhà khoa học đang thử nghiệm liệu pháp điều trị bệnh. Một thử nghiệm đáng chú ý là PIONEER trên bệnh nhân viêm võng mạc sắc tố giai đoạn cuối, dùng một protein nhạy sáng thuộc họ channelrhodopsin. Bệnh nhân đầu tiên, 58 tuổi, được chẩn đoán bệnh 40 năm trước và chỉ còn cảm nhận được sáng tối.

Sau khi tiêm liệu pháp gene và luyện tập với kính kích thích ánh sáng, ông nhận biết, định vị, đếm và chạm được vật thể, nhưng chỉ khi đeo kính. Kết quả đăng trên Nature Medicine năm 2021.

Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học đã vinh danh nhiều phát hiện khoa học có ảnh hưởng lớn trong thế kỷ qua, trong đó có công trình của Alexander Fleming về penicillin, được trao giải năm 1945, và Karl Landsteiner, người nhận Nobel năm 1930 nhờ phát hiện ra các nhóm máu ở người.

Năm ngoái, ba nhà khoa học người Mỹ Mary Brunkow, Fred Ramsdell và nhà khoa học Nhật Bản Shimon Sakaguchi đã nhận Nobel Y học nhờ những nghiên cứu giúp làm sáng tỏ cách hệ miễn dịch bảo vệ các tế bào khỏe mạnh, mở ra khả năng phát triển những phương pháp điều trị mới đối với các bệnh như ung thư.

Các chủ nhân Nobel được lựa chọn bởi những hội đồng chuyên gia do các tổ chức trao giải chỉ định. Các giải thưởng được trao tại Stockholm, ngoại trừ Nobel Hòa bình, được trao tại Oslo. Truyền thống này thường được cho là có liên quan đến mối liên minh từng gắn kết Thụy Điển và Na Uy trong thời Alfred Nobel còn sống.

Hơn 125 năm sau khi Nobel ký di chúc, các giải thưởng vẫn duy trì nhiều truyền thống lâu đời.

Các hoạt động kỷ niệm khép lại vào ngày 10/12, ngày mất của Alfred Nobel. Đây là thời điểm các chủ nhân Nobel nhận giải trong những buổi lễ có sự tham dự của hoàng gia Thụy Điển và Na Uy, sau đó được vinh danh tại các bữa tiệc gala tổ chức để chúc mừng họ.