Phát minh có thể biến đổi tương lai loài người

“Viết lại mã sự sống - Jennifer Doudna, chỉnh sửa gen và tương lai” là câu chuyện chứa đầy những câu hỏi lớn, từ nguồn gốc của sự sống tới tương lai của loài người.

Viết lại mã sự sống - Jennifer Doudna, chỉnh sửa gen và tương lai loài người được viết bởi bậc thầy tiểu sử Walter Isaacson. Sách kể về những nhân vật đằng sau chiếc “kéo di truyền” đã đưa khoa học sự sống sang một kỷ nguyên mới.

Như một định mệnh

Những nhân vật này, điển hình là nhà hóa sinh Jennifer Doudna - nhà khoa học nữ nhận giải Nobel Hóa học 2020 - cho biết động lực chính của họ không phải là tiền bạc, hay thậm chí là vinh quang, mà là cơ hội khám phá những bí ẩn của tự nhiên và sử dụng những khám phá đó để khiến thế giới trở nên tốt đẹp hơn.

Câu chuyện bắt đầu từ khi Jennifer Doudna mới học lớp 6, thích đi tìm “cỏ ngủ” và các hiện tượng kỳ thú khác giữa vùng đá nham thạch ở Hawaii, trở về nhà và thấy trên giường có một cuốn sách mang tên DNA: Hành trình khám phá chuỗi xoắn kép. Đây chính là quyển sách khoa học đầu tiên về gen di truyền mà cha của Doudna, một giáo viên dạy ngữ văn, nhưng lại rất thích các môn khoa học tự nhiên tặng cho con gái - thứ mà sau đó đã gắn bó suốt cuộc đời bà Doudna và mang đến vinh quang cho bà, như một định mệnh.

Khi lướt qua các trang sách, Doudna đã không thể rời mắt khỏi cuộc chạy đua để khám phá ra “mật mã” về sự sống và từ đó theo đuổi mơ ước trở thành nhà khoa học.

Khi Doudna còn là một học viên cao học vào những năm 1990, các nhà sinh học khác đang chạy đua trong việc vẽ bản đồ gen mà DNA mã hóa. Nhưng bà trở nên hứng thú tới người anh em kém nổi tiếng hơn của DNA, đó là RNA. Đó là phân tử đóng vai trò quan trọng trong tế bào với chức năng sao chép một vài chỉ thị của DNA và sử dụng chúng để xây dựng nên các protein.

Hành trình tìm hiểu RNA đã đưa bà tới câu hỏi cơ bản nhất: Sự sống bắt đầu như thế nào? Bà nghiên cứu các phân tử RNA có khả năng tự tái tạo, điều gợi ra khả năng rằng trong hằng hà sa số các chất hóa học trên hành tinh này vào bốn tỉ năm trước, chúng đã bắt đầu nhân lên từ trước cả khi DNA xuất hiện.

Sau đó, với vai trò một nhà sinh hóa ở Berkeley nghiên cứu về các phân tử của sự sống, Doudna tập trung vào việc khám phá cấu trúc của chúng của RNA.

Chuyên môn của Doudna về RNA dẫn tới cuộc điện thoại từ một nhà sinh học ở Berkeley đang nghiên cứu hệ thống CRISPR mà vi khuẩn hình thành trong cuộc chiến chống lại virus của chúng.

Sách Viết lại mã sự sống - Jennifer Doudna, chỉnh sửa gen và tương lai. Nguồn: O.P.

Công nghệ chỉnh sửa gen

Vào năm 2012, Doudna và những người khác đã khám phá ra một ứng dụng “động trời” đó là: Cách để biến CRISPR thành công nghệ chỉnh sửa gen.

Nghiên cứu mang tính bước ngoặt này dựa trên khả năng phòng vệ do vi khuẩn tạo ra trong cuộc chiến hơn 1 tỷ năm chống lại virus, mở ra cánh cửa giúp nhân loại có khả năng kiểm soát các làn sóng virus trong tương lai - chặn đầu đại dịch bằng cách tầm soát và điều trị tốt hơn, thậm chí tạo ra những con người với khả năng miễn dịch mạnh mẽ.

“Vi khuẩn đã tiến hóa ra CRISPR qua cuộc chiến trường kỳ của chúng với virus”, Doudna cho biết. “Con người chúng ta không có thời gian để chờ đợi tế bào của mình tự sản sinh sức đề kháng với virus này, do đó chúng ta phải sử dụng sự khéo léo của mình để làm điều đó. Điều này chẳng phải rất phù hợp khi mà một trong các công cụ là hệ miễn dịch lâu đời của vi khuẩn mang tên CRISPR? Tạo hóa đẹp như vậy đó”.

CRISPR giờ đây được sử dụng để chữa thiếu máu hồng cầu hình liềm, ung thư và mù lòa. Năm 2020, Doudna và đội ngũ của bà đã bắt đầu tìm hiểu cách CRISPR có thể phát hiện và tiêu diệt coronavirus.

Sự phát triển của CRISPR và cuộc chạy đua để tạo ra vắc-xin cho coronavirus đã thúc đẩy một cuộc cách mạng tiến bộ vĩ đại - cuộc cách mạng khoa học sự sống. Tuy nhiên, cùng với khả năng mang đến những tiến bộ cho nhân loại, công cụ này cũng khiến các nhà khoa học đặt ra câu hỏi về mặt đạo đức của việc chỉnh sửa gen người.

Bằng cách kể câu chuyện về Jennifer Doudna, Walter Isaacson hy vọng sẽ đem lại một cái nhìn cận cảnh về cách giới khoa học đang làm việc. Tác giả cũng muốn truyền tải tầm quan trọng của khoa học cơ bản, hay nói cách khác là những hành trình được thôi thúc bởi sự tò mò nhiều hơn là tính ứng dụng. Các nghiên cứu dựa trên sự tò mò về những điều kỳ diệu của thiên thiên gieo mầm, đôi khi theo cách không ai ngờ tới, cho những tiến bộ về sau.