Thầy thuốc Văn nghệ

Nobel Y học 2017: Đồng hồ sinh học

Cuộc sống trên trái đất được điều chỉnh theo sự xoay chuyển của hành tinh. Trong nhiều năm, chúng ta biết rằng sinh vật bao gồm cả con người có một đồng hồ sinh học giúp tham dự và thích nghi với nhịp điệu thường ngày. Nhưng đồng hồ này thực sự làm việc như thế nào? Ba nhà khoa học đoạt Giải Nobel Y học năm nay là Jeffrey Hall, Michael Rosbash và Michael Young đã tìm cách thám hiểm đồng hồ sinh học của chúng ta và làm sáng tỏ các hoạt động bên trong. Khám phá của họ giải thích làm thế nào thực vật, động vật và con người thích nghi nhịp sinh học đồng bộ với các cuộc cách mạng trên trái đất.

Anh-minh-hoa---Thay-thuoc-van-nghe---Nobel-Y-hoc-2017---Dong-ho-sinh-hoc

Sử dụng ruồi giấm như một mô hình chính, những người đoạt Giải Nobel năm nay đã phân lập một gen kiểm soát nhịp sinh học hàng ngày. Họ cho thấy rằng gen này mã hóa một chất đạm tích tụ trong tế bào vào ban đêm và sau đó bị phân hủy trong ngày. Họ cũng xác định các thành phần chất đạm bổ sung này và bộc lộ cơ chế điều khiển đồng hồ bên trong tế bào. Người ta nhận ra rằng đồng hồ sinh học có chức năng tương tự trong tế bào đa bào bao gồm cả con người.

Với độ chính xác tuyệt vời, chiếc đồng hồ bên trong của chúng ta thích ứng về sinh lý với các giai đoạn khác nhau trong ngày. Đồng hồ này điều chỉnh các chức năng quan trọng như hành vi, nội tiết, giấc ngủ, nhiệt độ cơ thể và sự trao đổi chất. Sức khỏe của chúng ta bị ảnh hưởng khi không có sự phù hợp giữa môi trường bên ngoài và đồng hồ sinh học bên trong, ví dụ như khi chúng ta đi qua nhiều vùng thời gian và trải nghiệm tình trạng mất ngủ do “khác múi giờ”. Cũng có những dấu hiệu cho thấy sự lệch lạc giữa lối sống và nhịp điệu sinh học bên trong có liên quan đến nguy cơ mắc nhiều bệnh khác nhau.

Hầu hết sinh vật tham dự và thích nghi với những thay đổi hàng ngày trong môi trường. Vào thế kỷ XVIII, nhà thiên văn học Jean Jacques d’Ortous nghiên cứu loài mimosa và thấy rằng những chiếc lá mở ra hướng về mặt trời vào ban ngày và khép lại vào lúc hoàng hôn. Ông tự hỏi điều gì sẽ xảy ra nếu chúng được đặt trong bóng tối liên tục. Ông nhận thấy rằng độc lập với ánh sáng mặt trời, những chiếc lá vẫn tiếp tục mở ra và khép lại hàng ngày. Thực vật dường như có đồng hồ sinh học của riêng mình.

Các nhà nghiên cứu khác phát hiện ra rằng không chỉ có thực vật mà còn cả động vật và con người cũng có đồng hồ sinh học giúp chuẩn bị sinh lý cho những biến động trong ngày. Sự thích nghi thường xuyên này được gọi là nhịp sinh học circadian, bắt nguồn từ những chữ Latin circa có nghĩa là “xung quanh” và dies có nghĩa là “ngày”. Nhưng đồng hồ sinh học bên trong của chúng ta làm việc như thế nào vẫn còn là một bí ẩn.

Trong những năm 1970, Seymour Benzer đã tự hỏi liệu có thể xác định được các gen điều khiển nhịp sinh học ở ruồi giấm. Ông chứng minh rằng các đột biến trong một gen không rõ đã làm gián đoạn đồng hồ sinh học của ruồi. Nhưng làm thế nào gen này có thể ảnh hưởng đến nhịp sinh học? Những người đoạt Giải Nobel năm nay cũng nghiên cứu ruồi giấm nhằm mục đích khám phá xem đồng hồ này hoạt động như thế nào. Vào năm 1984, họ đã thành công trong việc cô lập gen giai đoạn. Sau đó họ phát hiện ra chất đạm PER được mã hóa theo thời kỳ, tích lũy vào ban đêm và thoái hóa trong ngày. Do đó, chất đạm PER dao động trong chu kỳ 24 giờ đồng bộ với nhịp sinh học.

 Bs Đào Ty Tách
Tuần Báo Văn Nghệ TP.HCM số 471

Ý Kiến bạn đọc