TiaSang
Thứ 4, Ngày 23 tháng 9 năm 2020
Đổi mới sáng tạo

Khám phá các mạch thần kinh chi phối việc chăm sóc con cái thắng giải Đột phá 2020

11/09/2020 10:40 -

Nhà sinh học Catherine Dulac là một trong bốn người giành giải thưởng Đột phá 2020 về y học sự sống.

Giáo sư Catherine Dulac. Nguồn: newsopener.com

Việc khám phá ra “công tắc tắt bật” về khả năng chăm sóc con cái tốt hơn trong bộ não chuột cái và chuột đực đã đem về Catherine Dulac, một nhà sinh học phân tử tại trường đại học Harvard tại Cambridge, Massachusetts, một trong những giải thưởng Đột phá năm 3 triệu USD -  giải thưởng có giá trị cao bậc nhất trong khoa họcc. Ba giải thưởng chính trong lĩnh vực sinh học, cùng với hai giải vật lý và một trong toán học, đã được loan báo vào ngày 10/9/2020 cùng với một số giải thưởng nhỏ khác.

“Catherine Dulac đã thực hiện một công trình đã thực sự làm thay đổi cả lĩnh vực khoa học này”, nhà sinh học Lauren O’Connell, tại trường Stanford, California, nói. Nhóm nghiên cứu của Dulac cung cấp bằng chứng đầu tiên về việc não chuột đực và chuột cái có hệ mạch thần kinh liên kết với với chức năng nuôi nấng con cái như nhau, trước đây người ta cho là có thể kích hoạt một cách khác nhau ở mỗi giới. “Nó trái ngược với những quan điểm tồn tại trong nhiều thập kỷ là các bộ não của hai giới được tổ chức hoàn toàn khác biệt nhau”, O’Connell.

Dulac cho biết, bà choáng váng khi biết tin mình giành giải thưởng. “Não tôi đông lại, sau đó tôi bắt đầu khóc”, bà nói và cho biết thêm là mình đã phải đi cả chặng đường dài để được chấp nhận quan điểm bởi ban đầu, những người khác  hết sức hoài nghi về công trình của bà. Trong những năm 1990, Dulac cô lập các thụ thể pheromone (những chất được sử dụng như những tín hiệu hóa học giữa các cá thể cùng loài, nó được tiết ra ngoài cơ thể côn trùng và có thể gây ra những phản ứng chuyên biệt cho những cá thể khác cùng loài) trong chuột để kiểm soát các hành vi xã hội riêng biệt về giới. Chuột đực chưa qua giao phối thường tấn công những con chuột đực khác và giết chuột con. Nhưng Dulac nhận thấy là nếu các thụ thể pheromone của chúng bị chặn, chúng có thể gắng cư xử thân thiện với cả chuột cái và chuột đực, và thậm chí chúng còn bắt đầu chăm sóc cả chuột con. Tương phản, các chuột cái bị chặn thụ thể pheromone lại bắt đầu ve vãn chuột đực.

Để làm sáng tỏ cơ chế thần kinh này, Dulac nhận diện được một protein mang tên galanin, vốn có thể biểu thị sự liên kết neuron trong chức năng chăm sóc con cái. Việc loạt các neuron trong chuột cái làm mất đi khả năng chăm sóc của chúng, trong khi kích hoạt chúng ở chuột đực chưa qua giao phối khiến chúng có khả năng này. “Nó như là một ‘công tắc tắt và bật’ trong chăm sóc con cái”, Dulac nói. “Thật lạ thường!” Nhóm nghiên cứu của bà sau đó đã sử dụng chỉ thị galanin để dò theo mạch cụ thể kết hợp với những thay đổi về động cơ, hormon và hành vi cần thiết cho nuôi dưỡng con cái.

O’Connell cho rằng, các nghiên cứu đó đã “thiết lập thời kỳ nghiên cứu về tính linh hoạt của não người và động vật linh trưởng với biểu biết sâu sắc hơn” và có thể một ngày nào đó hỗ trợ việc điều trị bệnh rối loạn thần kinh như trầm cảm sau sinh.

Ngày may mắn

David Baker. Nguồn: newsroom.uw.edu

Ba giải thưởng cho khoa học sự sống khác cũng được loan báo. David Baker tại trường đại học Washington ở Seattle đã được trao giải cho việc phát triển phần mềm Rosetta để thiết kế các protein tổng hợp dùng trong điều trị. Trò chơi FoldIt do ông thiết kế đã cuốn hút hơn 250.000 “nhà khoa học không chuyên” tham gia để giúp tìm ra các hình dạng protein tối ưu. Chỉ ngày 9/9/2020, nhóm nghiên cứu của ông đã công bố trên Science một protein mới có thể ngăn khả năng xâm nhập thế bào người của virus SARS-CoV-2.

Dennis Lo, tại trường đại học Trung văn Hương Cảng ở Shatin đã được ghi nhận cho việc khám phá ra sự hiện diện của DNA phôi trong máu cha mẹ - một phát hiện dẫn đến việc phát triển những xét nghiệm không xâm lấn an toàn hơn về các chứng rối loạn như hội chứng Down.

Và Richard J. Youle tại Viện Y tế quốc gia Mỹ và Viện nghiên cứu Rối loạn thần kinh và Đột quỵ giành giải cho việc tìm thấy vai trò của hai protein trong bệnh Parkinson, qua đó mở ra một con đường mới cho điều trị.

Chế ngự sự ngẫu nhiên

Martin Hairer. Nguồn: Twitter

Giải thưởng Đột phá trong toán học đã thuộc về Martin Hairer ở Đại học Hoàng gia London do công trình nghiên cứu về các phương trình vi phân riêng phần ngẫu nhiên – một lớp các phương trình được sử dụng để tính toán các hệ phức hợp tiến hóa như thế nào khi những ảnh hưởng ngẫu nhiên được tính đến. “Tôi cảm thấy mình thật vinh dự và may mắn. Tôi không chờ đợi nhận được nó”, Hairer nói.

Năm 2011, Hairer giải một phương trình dính (sticky equation) của dạng này để mô hình hóa cách một giọt nước sẽ chảy tràn bề mặt một khăn ăn như thế nào. Sau đó, ông viết một bài báo dài 180 trang dài như một áng sử thi để chứng tỏ những ý tưởng tương tự có thể được sử dụng để giải mọi phương trình của lớp đó. Terry Lyons, một nhà toán học tại trường đại học Oxford, Anh, cho biết ông “cảm thấy thích thú” trước việc Hairer được trao giải thưởng và lưu ý là cho đến khi công trình của Hairer ra đời, các nhà toán học và vật lý đã “cày” nhiều phương trình sử dụng cách tiếp cận riêng nhưng lại không tìm thấy phương pháp kết hợp chúng lại với nhau. “Lần đầu tiên, ông ấy lập ra một khía cạnh quan trọng cho một ngôn ngữ toán học chính xác trong thế giới này,” Lyons nói. Năm 2014, Hairer đã được trao giải thưởng Fields.

Giải thưởng Đột phá trong lĩnh vực vật lý cơ bản ghi nhận công lao của Eric Adelberger, Jens Gundlach và Blayne Heckel ở trường đại học Washington trong các thực nghiệm về con lắc siêu chính xác để chứng tỏ lực hấp dẫn của Newton vẫn đúng ngay cả khi giảm khoảng cách giữa các con lắc xuống còn 52 micro mét.

Và một giải đặc biệt cho vật lý cơ bản đanh cho sự nghiệp của nhà vật lý lý thuyết Stevev Weinberg tại trường đại học công nghệ Texas ở Austin. Weinberg là một trong những nhà phát triển khung hợp nhất lực điện từ với lực hạt nhân yếu ảnh hưởng đến sự phóng xạ.

Được tỉ phú Nga- Israel Yuri Milner thành lập từ năm 2012 và sau được nhiều doanh nhân xông nghệ ủng hộ, giải thưởng Đột phá được trao hằng năm để ghi nhận công lao của các nhà khoa học trong lĩnh vực vật lý cơ bản, toán học và khoa học sự sống. Năm nay, do ảnh hưởng của đại dịch, lễ trao giải thưởng được hoãn lại tới ngày 21/3/2021.

Anh Vũ dịch

Nguồn: https://www.nature.com/articles/d41586-020-02586-w

Tags: