68 phân tử chìa khóa tiến tới hiểu rõ bệnh hiểm nghèo

Tại sao nguồn gốc của nhiều căn bệnh hiểm nghèo vẫn còn là bí ẩn? Để trả lời cho câu hỏi đó, một nhà khoa học thuộc đại học Califonia, trường Y San Diego đã đưa ra quan điểm thống nhất về đơn vị sống không thể phân chia, tế bào, nhằm đi đến một câu trả lời cụ thể.

Tham khảo những phát hiện từ nhiều lĩnh vực khác nhau, Jamey Marth, giáo sư tiến sĩ về Y học tế bào và phân tử tại UC San Diego, đồng thời là nhà nghiên cứu thuộc Học viện Y tế Howard Hughes, đã nhận thấy rằng chỉ có 68 cấu trúc phân tử được sử dụng để xây dựng 4 thành phần cơ bản của tế bào: axit nucleic (AND và RNA), protein, polisacarit và lipit. Nghiên cứu của ông, minh họa thành phần gốc của tất cả các tế bào, được công bố trên tạp chí Nature Cell Biology số ra tháng 9.

Giống như bảng tuần hoàn các nguyên tố trong hóa học, do nhà hóa học người Nga Dmitri Menđêlêép công bố lần đầu tiên năm 1869, phép so sánh bằng hình ảnh của Marth mang lại cơ sở mới cho các nhà sinh vật học.

Minh họa mới định nghĩa những cấu trúc phân tử cơ bản của sự sống: hiện bao gồm 32 polisacarit (liên kết đường được tìm thấy trong tế bào ) và 8 loại lipit (hình thành nên màng tế bào) cùng với 20 loại amino axit được sử dụng để tạo nên protein cùng với 8 nucleoside hình thành nên axit nucleic, ADN và ARN. 

Hình minh hoạ “khối kiến tạo phân tử”. (Ảnh: Đại học Califonia – San Diego).

Marth cho biết: “68 cấu trúc phân tử này cung cấp cơ sở cho việc bố trí phân tử hình thành nên toàn bộ sự sống của một tế bào. 2 trong 4 thành phần tế bào được tạo từ những cấu trúc đó từ quá trình mà gen không thể mã hóa. Hai thành phần tế bào – polisacarit và lipit – có thể nắm giữ chìa khóa khám phá nguồn gốc của nhiều bệnh hiểm nghèo vẫn chưa được hiểu rõ”.

Hiện tại, hầu hết nghiên cứu y học tập trung vào hệ gen hoặc hệ protein để tìm câu trả lời, nhưng những câu trả lời đó không có tính thuyết phục, có lẽ, vì những lý do nhất định.

Marth cho biết: “Chúng tôi đã tìm thấy những trường hợp mà sinh bệnh học của những bệnh kinh niên và phổ biến được quy cho sự thay đổi ở glycome (tập hợp các polisacarit), trong khi không có các thay đổi ở hệ gen hoặc hệ protein”. Ông cũng nhận đỉnh rằng, với tư cách những nhà nghiên cứu y sinh “chúng ta cần bắt đầu trau dồi kiến thức tổng hợp của nhiều bộ môn một cách chính thức và nghiêm túc để có thể lĩnh hội và điều khiến một cách hiệu quả nhất những cơ chế sinh học của sức khỏe và bệnh tật”.

“Điều quan trọng là chưa ai từng đề xuất và thực hiện việc này một cách rõ ràng”, Ajit Varki cho biết, ông là giáo sư Y học phân tử và tế bào, người sáng lập kiêm giám đốc Trung tâm nghiên cứu và đạo tạo Glycobiology (sinh học polisacarit) tại trường y San Diego, đồng thời trưởng biên tập của sách giáo khoa chính trong lĩnh vực này, The Essentials of Glycobiology. “Glycobiology là một mảng mới trong nghiên cứu mà các những người làm khoa học tại UC San Diego có trình độ chuyên môn cao. Nghiên cứu của tiến sĩ Marth đã minh hoạ tầm quan trọng của những phân tử polisacarit”.

Marth tin tưởng rằng sinh học nên được thống nhất hơn trong môi trường sư phạm lẫn nghiên cứu. “Tôi nằm trong số những người tin rằng chúng ta không cần hy sinh rất nhiều kiến thức để đạt được chiều sâu trong hiểu biết”.