Kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh giành giải Nobel Hóa học 2017

Kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh giành giải Nobel Hóa học 2017. Ảnh: AFP

Viện Khoa học Hoàng gia Thụy Điển ca ngợi công trình phát triển kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh (cryo-electron microscopy) của 3 nhà khoa học Jacques Dubochet, Joachim Frank và Richard Henderson đã "mở ra thời đại mới cho ngành hóa sinh".

Theo tuyên bố của viện trên, việc phát triển kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh - thành tựu được trao giải Nobel Hóa học năm 2017 - giúp đơn giản hóa việc quan sát đồng thời tăng độ nét hình ảnh các sinh vật ở cấp độ phân tử, nhờ đó các nhà nghiên cứu có thể dễ dàng quan sát cấu trúc không gian 3 chiều của các phân tử sinh học.

Với công trình này, các nhà khoa học có thể làm đông lạnh các phân tử sinh học giữa chừng chuyển động và quan sát cũng như ghi lại hình ảnh các quá trình sinh học mà trước đây chưa quan sát được. Công trình này mang tính đột phá đối với hiểu biết cơ bản về hóa học đời sống cũng như sự phát triển của ngành dược.

Trước đây, các kính hiển vi điện tử thường chỉ quan sát và ghi lại được hình ảnh các mẫu vật tĩnh, bởi các tia điện trường mạnh của kính phá hủy vật chất sinh học. Năm 1990, Richard Henderson đã sử dụng một kính hiển vi điện tử tạo ra hình ảnh 3 chiều cấp độ phân tử của một protein. Thành công mang tính đột phá này đặt nền tảng cho công trình phát triển kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh.

Trong khi đó, giai đoạn 1975-1986, Joachim Frank đã phát triển một phương pháp xử lý hình ảnh giúp phân tích và tổng hợp các hình ảnh 2 chiều chất lượng kém quan sát được qua kính hiển vi điện tử thành cấu trúc 3 chiều rõ nét.

Đầu những năm 80, Jacques Dubochet đã thành công làm đông lạnh mẫu vật sinh học, cho phép các phân tử sinh học giữ nguyên hình dạng tự nhiên ngay cả trong môi trường chân không của kính hiển vi.

Dù lý thuyết về việc tạo ra kính hiển vi điện tử có khả năng chụp các sinh vật ở cấp độ phân tử đã có từ lâu, song phải nhờ những nghiên cứu của 3 nhà khoa học trên thì những rào cản kỹ thuật cuối cùng mới được phá bỏ vào năm 2013 khi kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh được đưa vào sử dụng.

Năm 2016, kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh đã giúp các nhà khoa học lần đầu tiên quan sát cấu trúc chi tiết bên ngoài của virus Zika dưới cấp độ phân tử, giúp họ dễ dàng hơn trong việc phát triển những loại thuốc kháng virus và vaccine ngăn chặn dịch bệnh nguy hiểm đang đe dọa trên phạm vi toàn cầu.

Theo thông báo của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, số tiền thưởng trị giá 9 triệu kronor (tương đương 1,1 triệu USD) của giải Nobel Hóa học 2017 sẽ được chia đều cho 3 nhà khoa học Jacques Dubochet người Thụy Điển, Joachim Frank người Mỹ và Richard Henderson người Anh./.

>>> Giải Nobel Y học 2017 thuộc về phát minh nào?