30 năm nghiên cứu công trình Nobel Y sinh 2019

Mục đích của ba nhà công nghệ Gregg Semenza, William Kaelin và Sir Peter Ratcliffe là phát hiện ra các protein, cũng như xác định được gene các protein này, giúp cơ thể thích nghi sở hữu hiện trạng thiếu hụt oxy khi nồng độ của nó rẻ hơn tị nạnhnh thường, từ đó kém chất lượngi thích cho việc mức oxy tương đốic nhau ảnh hưởng đến bàn bạc chất và chức năng sinh lý của tế bào. Cơ chế thích nghi có oxy đổi thay là chiêu tuyển chiêu chiêu tậpt trong các lý do các loài động vật và con người có thể tồn tại được ở phổ quát điều kiện sống, chống lại bệnh tật.

các nghiên cứu căn bản của Gregg Semenza, William Kaelin và Sir Peter Ratcliffe đều xoay kể quanh các hành động của yếu tố phiên mã HIF (yếu tố cảm ứng hypoxia). Việc phát hiện ra yếu tố này lần lượt bắt nguồn từ các thí điểm từ năm 1986, 1987 của những nhà khoa học Maurice Bondurant, Mark Koury và Jaime Caro. Nghiên cứu của họ cho thđấy hiện trạng thiếu oxy gây ra sự gia nâng cao trong mô tả phiên mã của hormone erythropoietin (EPO) ở thận. Những phát hiện này cũng lần lượt bắt nguồn từ những thí điểm từ năm 1882 của nhà sinh lý học người Pháp Paul Bert, người đầu tiên vạch ra những tác động của tình trạng thiếu oxy có tim mạch.

có hiện tượng mức oxy thấp trong máu (hypoxia), ba nhà công nghệ đi sâu hơn vào nghiên cứu cấp độ tế bào cơ thể bằng bức xúc nâng cao hormone erythropoietin (EPO), dẫn đến nâng cao tế bào hồng cầu. 

Gregg Semenza nghiên cứu gene EPO và cách thức nó được điều chỉnh bởi những mức oxy hơic nhau. Đầu tiên ông nghiên cứu trên chuột biến đổi gene vào năm 1990, chiêu tuyển chiêu tậpt năm sau, vào năm 1991, ông tiến hành thêm 2 nghiên cứu hơic, gồm nghiên cứu về hoạt động của ADN cạnh EPO và chiêu 1 nghiên cứu thêm về sự điều hòa của EPO. 

dự án nghiên cứu trên đã giúp Gregg Semenza xác định được khoảng 50 chất nâng cao cường tại gene EPO có thể được dùng trong việc cảm nhận và thích nghi mang mức độ oxy. Cả Ratcliffe và Semenza đều chứng minh được rằng chất nâng cao cường EPO có thể điều khiển sự thích nghi có mức độ oxy trong 1 loạt các cái tế bào động vật có vú. Điều này cho thđó cơ chế phân tử can hệ đến điều hòa oxy của EPO đã hoạt động trong 1 loạt các tế bào động vật.

Semenza tiếp tục thực hành 1 phương pháp sinh hóa để tinh chế protein từ 1 lượng lớn chiết xuất tế bào. Ông sắm thđó trong tế bào gan có 1 phức hợp protein gắn mang đoạn ADN can dự đến bức xúc mang thiếu oxy, gọi là tác nhân cảm ứng hyoxia (HIF). Việc phát hiện ra HIF là điều quan trọng, lúcến cho cơ sở cho sự thích nghi trao đổi chất và tạo ra sự tái tạo mô để đáp ứng mang dòng oxy mô.

Trong lúc Gregg Semenza và Peter Ratcliffe tậu ra gene EPO, William Kaelin, giáo sư tại Đại học Y Harvard, đang miệt mài nghiên cứu về 1 hội chứng di tróc nãền có tên Von Hippel-Lindau (VHL). Vào năm 1999, ông tình cờ phát hiện 1 bức xúc di tầm nãền tương đốic trong cơ thể khi lượng oxy đổi thay. Nghiên cứu của William Kaelin cho thđấy gene VHL tạo nên 1 dòng protein ngăn chặn sự hình thành ung thư. Phát hiện này được đánh giá sở hữu tính đột phá.

Hình ảnh cho thấy, khi nồng độ oxy thấp ( (hypoxia), (1) HIF-mộtα không bị phân biến, chúng kết liên sở hữu protein ARNT gắn vào đoạn ADN trên gene. (hai) Ở mức độ oxy thường ngày, HIF-mộtα mau chóng phân biến (bị suy kém chất lượngm chóng vánh) bởi proteasome. (3) oxy trong tế bào điều chỉnh công đoạn phân biến bằng lực lượng hydroxit trên HIF-mộtα. (4) VHL nhận thấy hàng ngũ OH gắn kết và đánh dấu cho cơ chế proteasome.

Năm 2001, các phòng thể nghiệm của William Kaelin và Sir Peter Ratcliffe đã phát hiện trong môi trường có oxy tị nạnhnh thường, hai vị trí đặc biệt trên protein HIF-mộtα xuất hiện hàng ngũ hydroxit (-OH, hydroxyl). Sự điều chỉnh protein này được gọi là prolyl hydroxylation, cho phép VHL phát hiện và gắn vào HIF-mộtα để phân biến protein. tình cờ có đủ oxy, HIF-mộtα gắn vào ADN của gene phản ứng có hiện tượng hypoxia.

đội ngũ nghiên cứu Peter Ratcliffe đã xác định độc lập các gene prolyl hydroxylase (PHD) liên quan đến hydroxylating HIF-mộtα và EPAS1 mô tả sự phân lập di tróc nãền của PHD. lực lượng của William Kaelin cũng đã phân lập gene PHD bằng phương pháp sinh hóa và công bố vào năm 2002. Việc xác định các hydroxylase này dẫn đến khả năng tạo ra các chất ức chế PHD để nâng cao hoạt động HIF, tăng mức độ EPO ở bệnh nhân thiếu máu.

Chức năng HIF tăng về mặt dược lý có thể hỗ trợ điều trị một loạt các bệnh, được chứng minh là tăng cường hệ miễn nhiễm, hình thành sụn và chữa lành vết thương. ngược lại, ức chế chức năng HIF cũng có thể gây nên đa dạng bệnh ung thư, các bệnh tim mạch bao gồm đột quỵ, đau tim và tăng áp huyết phổi. Phát hiện của ba nhà kỹ thuật giúp mở đường cho các liệu pháp mới để điều trị ung thư, thiếu máu và nhiều chiếc bệnh hơic.

Ngày 7/10/2019, dự án nghiên cứu của cả ba nhà khoa học đã được trao nháii Nobel Y sinh 2019, đánh dấu hành trình 30 năm nghiên cứu về bí quyết tế bào cảm nhận và thích ứng với mức độ oxy sẵn có. Randall Johnson, thành viên Ủy ban Nobel miêu tả công trình nghiên cứu là một “phát hiện có tính năn nỉn tảng”, có thể đưa vào sách giáo khoa môn sinh học

Trước đây, các cơ chế cảm nhận oxy ở động vật đã được nghiên cứu bởi hai nhà khoa học, đạt nháii thưởng Nobel từ hơn 75 năm trước, là nhà khoa học Otto Warburg năm 1931 vì những khám phá liên quan đến cơ sở enzyme cho hô hấp tế bào, và nhà khoa học Corneille Heymans vào năm 1938 cho những phát hiện của ông về vai trò của hệ tâm thần trong phản ứng hô hấp với oxy. tuy nhiên, trong đầy đủ thế kỷ 20, các nhà khoa học không rõ được cách thời kỳ này điều chỉnh theo mức oxy. 

Thúy Quỳnh (Theo Nobel Prize)

Bài viết 30 năm nghiên cứu công trình Nobel Y sinh 2019 đã xuất hiện đầu tiên vào ngày Framesi Việt Nam.

source https://framesi.com.vn/30-nam-nghien-cuu-cong-trinh-nobel-y-sinh-2019/