Lê Học Lãnh Vân - Giải Nobel sinh lý học & y khoa 2026

Giải Nobel Sinh lý học / Y học năm 2026  dành “Cho những phát kiến liên quan đến các kênh ion cảm ứng ánh sáng và quang di truyền học” (1).

Đây là công trình của các nhóm nghiên cứu được lãnh đạo bởi ba nhà khoa học: Karl Deisseroth (Đại học Stanford, Mỹ), Peter Hegemann (Đại học Humboldt, Đức) và Georg Nagel (Đại học Würzburg, Đức). 

Tóm tắt công trình

Mọi việc bắt đâu từ một loài tảo là Chlamydomonas, loài sinh vật quang hợp này phản ứng rất nhanh hướng về nguồn sáng. Tốc độ phản ứng nhanh gấp hai mươi lần tốc độ phản ứng của mắt người với anh sáng!

Khi chịu ánh sáng tác kích, mắt người sẽ tạo một chuỗi phản ứng hóa học phức tạp “gồm nhiều bước khác nhau. Protein cuối cùng trong chuỗi này - một kênh ion - tạo ra một lỗ mở trên bề mặt tế bào cho phép các ion mang điện tích chảy qua, tạo ra tín hiệu điện. Toàn bộ quá trình này mất ít nhất 10 miligiây” (2).

Để giải thích phản ứng quá nhanh của Chlamydomonas, Hegemann nghĩ rằng nơi Chlamydomonas phải có sự giản lược tối đa của chuỗi phản ứng ấy để chỉ còn một protein vừa nhận ánh sáng vừa hoạt động như cổng mở ion.

“Để kiểm tra giả thuyết của mình, Hegemann đã cố gắng phân lập protein nhạy sáng của Chlamydomonas” (3). Protein này được phân lập, nhưng trong môi trường bên ngoài cơ thể sống, nó không bền, không chứng tỏ được vai trò của protein vừa có tính nhạy sáng vừa hoạt động như kênh ion. 

Vậy phải nghiên cứu protein này trong cơ thể sống. Trên hàng ngàn gien của Chlamydomonas được công bố đã giải mã, Hegemann đã tìm được gen mà ông nghi mã hóa cho protein mà ông theo đuổi. Việc tiếp theo là đưa gien này vào cơ thể sống để xem cách nó hoạt động.

Ông liên hệ với Georg Nagel đang làm việc tại Viện Sinh lý học Lý thuyết Max Planck ở Frankfurt. Nagel đưa gen tương ứng vào trứng ếch để gen này điều khiển sự tổng hợp protein mong muốn. Protein được tổng hợp, trong cơ thể tế bào sống, nó đi tới bề mặt tế bào trứng. Các nghiên cứu tiếp theo cho thấy protein ấy  hoạt động như một cổng ion mạnh mẽ và rất nhanh, chỉ 2 phần mười ngàn giây sau khi bị ánh sáng tác kích cổng ion ấy mở ra để các ion dương chảy qua tạo nên xung điện.

Protein này được đặt tên là channelrhodopsin-2.

Khi đưa gien channelrhodopsin-2 vào tế bào thận của phôi chuột và của tế bào thận phôi người, các protein được tạo ra cũng mở cổng ion rất nhanh khi nhận tia sáng.

Vậy, giả thuyết của Hegemann về việc có một protein vừa nhận ánh sáng vừa hoạt động như cổng mở ion, đã được kiểm chứng trên tế bào trứng ếch và cả trên tế bào chuột, tế bào người!

Khám phá khoa học channelrhodopsin-2 của Hegemann và Nagel được công bố năm 2003 với gợi ý rằng công trình này có thể được dùng như một công cụ tạo xung động điện sinh học từ ánh sáng.

Nhóm của nhà khoa học Karl Deisseroth tại trường đại học Stanford tiếp bước, hợp tác với Peter Hegemann và Georg Nagel tìm ra nhiều protein khác có thể ảnh hưởng trên tế bào thần kinh của chuột sống. Các protein này được kích thích bởi các bước sóng khác nhau.

Sau các thành công nói trên, năm 2006, nhóm của Karl Deisseroth đề nghị một thuật ngữ mới: optogenectics. Thuật ngữ có gốc opto chỉ ánh sáng và genetics là kỹ thuật gien. Optogenectics là kỹ thuật đưa những protein thuộc nhóm opsins, tương tự channelrhodopsin, vào tế bào nghiên cứu, đặc biệt là vào tế bào thần kinh. Opsins nhạy với ánh sáng, sẽ gắn lên màng tế bào và hoạt động như một cổng ion đáp ứng khi nhận tín hiệu tia sáng. Kỹ thuật này được đánh giá như một cuộc cách mạng trong kỹ thuật nghiên cứu hoạt động thần kinh.

Ứng dụng

Phát hiện gien / protein channelrhodopsin cùng kỹ thuật optogenetic cho phép các nhà khoa học theo dõi chi tiết cách hoạt động của hệ thần kinh. Khi nhận kích thích, những tế bào, bó sợi thần kinh phản ứng ra sao, thành phần nào của hệ thần kinh chịu trách nhiệm cho các hoạt động nào và đáp ứng ra sao…  

Thí dụ, họ đã xác định được các mạch thần kinh điều khiển cảm giác đau, khát, ăn. cả các hành vi xã hội và sự chú ý, tập trung,

Optogenetics không phải là phương pháp điều trị, nó chỉ đang cung cấp một công cụ kỹ thuật phức tạp, tinh tế, hữu hiệu để nghiên cứu hoạt động của hệ thần kinh. Kỹ thuật này hứa hẹn mang tới nhiều lợi ích hiểu biết và điều trị cho nhân loại.

Tài liệu tham khảo từ các thông báo của The Nobel Assembly at Karolinska Institutet, 2026: a) Thông cáo Báo chí (Press Release), b) Thông tin phổ cập (Popular Information), và c) Thông tin cao cấp (Advanced Information)

Bài viết lược qua các chi tiết phổ biến và liên hệ chúng lại với nhau một cách liền lạc và dễ hiểu. Đây là kiến thức thông dụng ở mức tốt nghiệp phổ thông nước ngoài.

Nếu anh chị nào muốn thảo luận thêm những chi tiết phức tạp hơn như gien-protein, cơ chế đưa gien tảo cho tế bào động vật tổng hợp, cổng ion và cách hoạt động... thì xin thảo luận riêng, sau.

LÊ HỌC LÃNH VÂN 06.10.2026