Cuộc đời là những chuyến đi … dài

Grew up and be educated in VN, be engaged in science in Europe, now exploring a "modern American dream"

Ung thư – nó chẳng quan tâm bạn là ai? (9) – Tại sao ung thư thực quản khó chữa? Một bằng chứng khoa học từ bệnh nhân châu Á. (nghiên cứu của chúng tôi)

Posted by Huy Q. Dinh on February 19, 2017

Phần trước tôi chỉ ra ung thư thực quản (đặc biệt là loại ung thư squamous cell carcinoma rất đặc trưng ở người châu Á và ít hơn ở người da trắng, điểm thông tin chung và tình hình nghiên cứu về ung thư thực quản thường xảy ra ở người Đông Á), nghiên cứu mới nhất của chúng tôi hợp tác với ĐH quốc gia Singapore (NUS) và bệnh viện trường Y tốt nhất ở Trung Quốc Peking Union Medical College công bố trên tạp chí Nature Genetics tháng 10 năm 2016 [1] chỉ ra nguyên nhân về mặt sinh học phân tử (di truyền học và epigenetics) tại sao loại ung thư thực quản đặc biệt xảy ra đa số ở người châu Á lại khó chữa như đa số các bệnh ung thư solid-tumor khác.

Như tờ tin The Science Daily [2], chúng tôi giải mã trình tự (sequence) 13 bệnh nhân, mỗi bệnh nhân chúng tôi lấy mẫu 4-5 vùng khác nhau ở mô ung thư (cancer tissues) và thực hiện kỹ thuật Whole Exome Sequencing và DNA methylation (tổng cộng hơn 50 samples). Chúng tôi tìm ra hơn 2000 biến dị di truyền (somatic mutations) và điều đặc biết nhất là cùng một mô ung thư ở một bệnh nhân, chúng tôi tìm ra trong 5 phần khác nhau (đơn giản cắt mô ung thư ra làm 5 phần bằng nhau) có những biến dị ung thư nổi tiếng như gene p53, ZNF750 xuất hiện ở cả 5 phần nhưng có những biến dị gene ung thư quan trọng không kém như PIK3CA, NFE2L2 lại chỉ xuất hiện ở 1-2 phần. Điều này giải thích tại sao chữa trị ung thư bằng các phương pháp hiện tại lại hiệu quả ở người này những không ở người khác bởi vì đôi khi các bác sĩ phẫu thuật “để sót” các vùng có biến dị quan trọng, hay các phương pháp hoá trị sử dụng thuốc chỉ “trị” được 1-2 biến dị mà không tấn công được các biến dị khác.

untitled

Hình 1 của bài báo trên Nature Genetics chỉ ra các phần khác nhau (T1…T5) ở cùng một mô ung thư của cùng một bệnh nhân có những biến dị (mutation) khác nhau, đôi khi đến hơn 50%.

Nghiên cứu của chúng tôi thêm một dẫn chứng (evidence) về thời đại y học hướng cá nhân (personalized medicine) bằng phương pháp multi-region sequencing khởi xướng bởi Viện nghiên cứu Sanger ở UK với bài báo nổi tiếng về renal cancer trên tạp chí số một nghành Y The New England Journal of Medicine. Đã có nhiều nhóm công bố phát hiện tương tự trên nhiều loại ung thư nhưng chúng tôi là nhóm đầu tiên công bố về nhóm ung thư thực quản đa số xuất hiện ở người châu Á này, và hơn nữa chúng tôi là nhóm thứ 2 trên thế giới sau ĐH California ở San Francisco (UCSF) với công trình trên ung thư não (công bố trên tạp chí danh tiếng Cancer Cell đầu năm 2016) tìm ra cả hai bằng chứng về di truyền và ngoại di truyền (tạm dịch từ epigenetics) về sự khác nhau của tế bào ung thư trong cùng một loại ung thư ở cùng một bệnh nhân (intra-tumoral heterogeneity).

Hiện tại chúng tôi có hợp tác với bệnh viện ung thư ở Quảng Châu làm nghiên cứu tương tự trên ung thư gan (liver) với bệnh nhân nhiễm virus HPV, công trình mới được nhận đăng trên Cancer Research tuần trước [3].

[1] http://www.nature.com/ng/journal/v48/n12/full/ng.3683.html
[2] https://www.sciencedaily.com/releases/2016/12/161228144430.htm

[3] http://cancerres.aacrjournals.org/content/77/9/2255.short

Posted in Ung thư – nó chẳng quan tâm bạn là ai? | Leave a Comment »

Một phương pháp mới giúp giải mã sinh học tiến hoá (nghiên cứu mới của đồng nghiệp)

Posted by Huy Q. Dinh on May 13, 2017

Một công cụ tin sinh học (Bioinformatic) mới để so sánh dữ liệu gen đã được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu của đại học tổng hợp và đại học Y khoa Vienna của Áo, cùng với các cộng sự từ Úc và Canada. Chương trình máy tính này có tên là “ModelFinder” sử dụng một thuật toán rất hiệu quả và cho phép một cái nhìn mới về tiến hoá. Kết quả được đăng ngày 8/5/2017 trên tạp chí có uy tín thế giới, Nature Methods.

Nguồn dịch từ ScienceDaily: http://sciencedaily.com/releases/2017/05/170509093628.htm

Người dịch: Bùi Quang Minh, đồng tác giả chính của nghiên cứu, từng học tập tại trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Việt nam, Hà nội.

Bình luận của tôi: Tiến hoá là cơ sở khoa học đúng đắn nhất để giải thích cho sự sống trên và thậm chí ngoài trái đất, tôi có điểm qua một số bằng chứng sống ở đây. Xây dựng cây tiến hoá (phylogenetic tree) là một trong những bài toán sinh tin học đầu tiên, dựa trên sự so sánh giống/khác nhau trên chuỗi DNA hoặc protein (amino acid) của các loài sinh vật sống. Hầu hết các mô hình toán học để phát triển phương pháp tính toán đều giả thuyết các vị trí (sites) của protein có tốc độ tiến hoá giống nhau (gọi là free-rate model), tuy nhiên các nhà khoa học ở Úc và Áo (PhD lab của tôi) đã lần đầu tiên đưa ra phương pháp tính toán mới với tham số mới có thể giải thích cho sự khác nhau về tốc độ tiến hoá (thay đổi) ở các đoạn protein khác nhau. Điều này tăng độ chính xác lên nhiều lần và nó hợp với tính tự nhiên của tiến hoá hơn.

170509093628_1_540x360

Cấu trúc không gian ba chiều của chuỗi protein huyết sắc tố (Hemoglobin) của loài người, trong đó các đoạn có tốc độ tiến hoá nhanh (màu đỏ) và chậm (màu vàng) được tính toán bởi ModelFinder (Bản quyền: Bùi Quang Minh, Đại học tổng hợp Vienna, Áo).

Tìm hiểu về tiến hoá là một trong các nền tảng cơ bản của sinh học – tiến hoá chính là lời giải đáp duy nhất về đa dạng sinh học trên trái đất.

Dựa trên sự tiến hoá của các chuỗi protein, các nhà khoa học có thể giải thích được sự hình thành các loài và các chức năng thông qua biến đổi gen, làm thế nào để tạo ra chức năng mới với các Enzim, hoặc là loài người có quan hệ tiến hoá như thế nào với khỉ và tinh tinh.

Một phương pháp phổ biến để nghiên cứu tiến hoá là bằng cách so sánh dữ liệu hệ gen sử dụng các công cụ tin sinh học. Từ đó các nhà khoa học có thể so sánh các chuỗi protein, được hình thành từ sự kết hợp của 20 loại Axit amin.

Cho đến nay, các công cụ tin sinh học này đều giả thiết rằng tốc độ tiến hoá của các đoạn protein xuất phát từ một mô hình phân phối xác suất thống kê có một biến số duy nhất.

Bùi Quang Minh, đồng tác giả chính của nghiên cứu này, giải thích: “Tuy nhiên giả thiết này không đúng với thực tế, và điều đó có thể dẫn đến nhiều kết quả nghiên cứu trong vòng hai thập kỷ trở lại đây bị sai lệch”.

Một thuật toán mới về sự tiến hoá của các protein

Giáo sư Arndt von Haeseler, trưởng nhóm nghiên cứu của viện Max F. Perutz và giáo sư Lars Jermiin từ trường đại học quốc gia Úc cùng cộng sự đã tìm ra một phương pháp mới về tốc độ tiến hoá sử dụng mô hình tin sinh học.

Rất nhiều chuyên gia đều đồng ý rằng phương pháp phổ biến hiện nay có thể không nắm bắt được độ phức tạp của sự tiến hoá các protein. Tuy nhiên, mức độ tính toán của các mô hình thực tế hơn đều quá phức tạp. Giáo sư Lars Jermiin nói: “Chúng tôi đã giải quyết được vấn đề này bằng một thuật toán rất hiệu quả, điều đó cho phép chúng ta có hiểu biết sâu sắc hơn về sự tiến hoá của các protein. Công cụ mới này sẽ có tác động lớn đến nhiều lĩnh vực nghiên cứu, ví dụ sự tiến hoá của các mầm bệnh vi sinh vật hoặc sự phát tán của các loài gây hại.”

Chương trình máy tính “ModelFinder” sẽ đưa ra được đánh giá chính xác hơn về các quá trình tiến hoá. Điều này sẽ giúp chúng ta tiến thêm một bước để làm sáng tỏ các bí mật của tạo hoá và sự sống trên trái đất.

Bài báo đăng trên Nature Methods:

“ModelFinder: Fast Model Selection for Accurate Phylogenetic Estimates”. Subha Kalyaanamoorthy, Bui Quang Minh, Thomas KF Wong, Arndt von Haeseler, Lars S Jermiin. Nature Methods (published online 8 May 2017)

http://dx.doi.org/10.1038/nmeth.4285

 

 

Posted in 0. Điểm tin khoa học | Leave a Comment »

Một số bằng chứng của thuyết tiến hoá (evolution)

Posted by Huy Q. Dinh on October 10, 2016

Trên diễn đàn khoa học người Việt (iVanet) có những tranh luận sôi nổi về việc Chúa (God) tạo ra sự sống trên trái đất hay là thuyết tiến hoá của Darwin đúng. Dưới đây tôi đưa ra những bằng chứng khoa học (scientific evidences) mà theo tôi nó ủng hộ thuyết tiến hoá (theory of evolution) dựa trên chọn lọc tự nhiên (natural selection) của Darwin là cách giải thích đúng đắn nhất cho sự hình thành và phát sinh của sự sống bao gồm con người chúng ta trên trái đất này. Ít nhất chúng ta cũng có thể khẳng định rằng tiến hoá có những bằng chứng cụ thể mà không bất kỳ nhà thờ hay tôn giáo nào có thể có được để giải thích về lý thuyết Chúa sinh ra muôn loài mà họ tuyên truyền. Với tôi, tiến hoá là cách tốt nhất (nếu không là duy nhất) để giải thích sự xuất hiện của muôn loài trên trái đất, và đây là cách tốt nhất để giải thích cho trẻ con về “chuyện cổ tích loài người” mà tôi đang “sáng tác” cho Alex … 🙂

1. Bằng chứng từ các hoá thạch (fossil record)
Thế kỷ 17, Nicolas Steno, nhà khoa học người Đan Mạch đang làm việc ở thành phố Florence, quê hương của thiên tài người Ý Leonard da Vinci, đã nhận ra điểm giống nhau (similarities) giữa răng cá mập (shark teeth) và hòn đá có hình cái lưỡi hình tam giác (tongue stones) được khám phá từ các nhà tự nhiên học những năm đầu tiên sau Công nguyên. Steno là người đầu tiên cho rằng những mảnh đá này bắt nguồn từ một sinh vật đã từng sống trên trái đất, điều mà da Vinci vĩ đại phỏng đoán từ trước (trong trường hợp nay là răng của một con cá mập), ông thuyết phục mọi người bẳng những bản vẽ so sánh của mình, tuy nhiên bản thân ông cũng băn khoăn là làm sao răng của một con cá mập lại biến thành và gắn chặt ở trong những tảng đá. Steno cho rằng răng cá mập bao gồm những thành phần bé tí (thời đó gọi là corpuscles, sau này gọi là phân tử “molecules”), nhửng phân tử của răng cá mập theo thời gian được thay bằng những phân tử vô cơ (mineral) có ở trong đất đá mặc dù vẫn giữ hình trạng nguyên vẹn. Nhưng làm sao điều này xảy ra? Steno cho rằng đất đá và các hợp chất vô cơ vốn là chất lỏng, qua thời gian (hơn 4.5 tỷ năm tuổi của Trái Đất) có nhiều lớp đất đá hình thành và giữ xương động vật (như răng con cá mập) ở giữa và bằng chứng sinh động nhất là ông tìm ra lớp trên cùng là trẻ nhất và lớp dưới cùng là nhiều tuổi nhất khi nghiên cứu các đồi núi ở miền Trung Bắc nước Ý. Như vậy Steno chỉ cho chúng ta thấy là trên trái đất hiện tại vẫn lưu giữ các bằng chứng kiểu hình của các loài sinh vật sống trên Trái Đất.
Phải đến thế kỷ 19, Mary Ann Mantell, nhà tự nhiên học người Anh cùng chồng của mình khám phá ra hoá thạch của loài khủng long Iguanodon, lần đầu tiên chỉ ra bằng chứng rằng những hoá thạch tìm thấy hiện tại có thể đến từ những loài đã từng sống trên Trái Đất và đã bị tuyệt chủng từ lâu (như khủng long).
Ngành khảo cổ học (Archaeology) là một trong những nghành khoa học đầy hấp dẫn tuy khó khăn và chỉ giành cho những người thực sự đam mê khám phá và mạo hiểm, sau này tiếp tục tìm ra nhiều bằng chứng từ những hoá thạch giúp chúng ta vẽ lại bản đồ sinh vật thế giới từ những năm xa xưa và phần nào hiểu được lịch sự kỳ vĩ của mẹ Trái Đất.

Tham khảo
http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/lines_02
2. Mã di truyền chung và các đặc điểm chung về mặt di truyền
Khám phá cấu trúc DNA của Watson và Crick năm 1953 (Giải Nobel Y học 1962) và sự phát triển của công nghệ giải mã hệ gene do Sanger (giải Nobel Hoá học 1980) đã giúp khoa học cuối thể kỷ 19 đầu thế kỷ 20 tìm ra được hệ gene của chúng ta (Home Sapiens) giống loài tinh tinh chimpanzee tới 96% [2.1], loài mèo tới 90% [2.2], loài bò tới 80% [2.3] và loài chuột tới 75% và loài người chúng ta giống nhau khoảng hơn 99% cho đến 99.9% hệ gene, hay thậm chí 100% như các trường hợp sinh đôi. Tại sao những con số so sánh này lại cho phép các nhà khoa học khẳng định loài người chúng ta và các sinh vật khác có cùng tổ tiên từ nhiều triệu năm về trước?

Hãy quay vòng bánh xe lịch sử khoa học về khám phá DNA và mã di truyền:

– thế kỷ 17, các nhà khoa học ở châu Âu phát hiện ra tế bào (cell) từ kính hiển vi từ các loài sinh vật không nhân (Protozoa) cho đến các loài sinh vật phức tạp khác.
– Thể kỷ 19 (năm 1843), Gregor Mendel, một tu sĩ giáo viên người Áo ở Brno (nay là một tính của CH Séc) làm thí nghiệm mà chúng ta học ở trường phổ thông với loài đậu và những đặc điểm riêng của chúng trong vòng 8 năm và phát hiện ra luật di truyền giải thích tại sao những cây đậu con lại thừa hưởng những đặc tính khác nhau từ những cây đậu bố mẹ, ông bà. Mặc dù chỉ sau khi Mendel mất nhiều năm người ta mới thực hiện lại nhiều thí nghiệm khẳng định những phát hiện của ông, Mendel vẫn được coi là cha đẻ của nghành di truyền học Genetics.
– Năm 1869, nhà khoa học người Thuỵ Sĩ Frederich Miescher phát hiện ra hợp chất hoá học DNA từ tế bào máu trắng (white blood cells) khi ông làm việc ở ĐH Tuebingen ở Đức và cho rằng chúng có thể liên quan đến vật chất di truyền (heredity).
– Oswald Avery vào năm 1944 đã lần đầu tiên chỉ ra rằng DNA chính là vật chất di truyền bởi thí nghiệm nổi tiếng với loài khuẩn pneumonia, các phân tử di truyền (inheritance molecule, thuật ngữ do Frederick Griffith đề xuất năm 1928 với thí nghiệm truyền khuẩn virus và không có virus vào loài chuột). Avery và cộng sự thử mọi khả năng và phát hiện ra chỉ khi huỷ diệt DNA thì các phân tử di truyền này mới dừng lại.
– Năm 1953, Watson, Crick và Franklin phát hiện ra cấu trúc xoắn kép của phân tử DNA, và đưa ra lý thuyết giải thích tại sao DNA có thể tạo ra các bản copy của chính nó, từ đó giúp tế bào sinh sôi nảy nở, cơ sở của việc hình thành sự sống của con người hiện tại từ duy nhất 1 tế bào trứng ở trong bụng mẹ.
– Tuy nhiên protein mới là hợp chất quyết định việc chân tay mắt mũi chúng ta trông như thế nào. Năm 1961, Marshall Nirenberg xác định thành công chuỗi codon của 64 đơn vị amino acids của protein (3 trong 4 bases DNA (Adenine, Cytosine, Guanine, Thymine)) tạo ra 1 amino acid), ông được trao giải Nobel năm 1968 cho những phát hiện về mã di truyền (genetic code) này.

Như vậy DNA chính là vật chất di truyền mà ông bà để lại cho cha mẹ và cha mẹ để lại cho chúng ta, DNA có ở trong tế bào và giải mã và so sánh DNA (chúng ta có trên dưới 3 tỷ ký tự DNA) là tiền đề để chúng ta biết được chúng ta và các loài sinh vật trên Trái Đất giống và khác nhau ra sao, và từ bao giờ. Nhờ có DNA mà Svante Paboo ở Viện tiến hoá Leipzig ở Đức và các cộng sự đã giải mã các xương của các loài sinh vật gần với chúng ta nhất (không phải vượn, không phải khỉ mà là hai loài có tên là Neandertal và Denisovan đã tuyệt chủng.

851px-spreading_homo_sapiens_la-svg

Gỉa thuyết “Out of Africa” dựa trên các bằng chứng khoa học khẳng định con người hiện tại xuất phát từ châu Phi khoảng hơn 200 nghìn năm về trước). Nguồn: Wikipedia

 

Loài người hiện tại không tiến hoá từ loài khỉ hay vượn hiện tại nào cả mà chúng ta và loại khỉ, vượn có cùng tổ tiên (đã bị tuyệt chủng) mà khoa học dự đoán là cách đây đã 5-7 triệu năm.

[2.1] http://www.nature.com/nature/journal/v437/n7055/full/nature04072.html
[2.2] http://genome.cshlp.org/content/17/11/1675.full
http://www.nature.com/articles/nature11128
[2.3] http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/324/5926/522
[2.4] http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1000112

3. Các bằng chứng khác:

Các đặc tính chung về bào thai (embryos)
Các bằng chứng khoa học cho thấy bào thai của loài lợn có những đặc điểm giống với bào thai của loài người chúng ta, điều này chỉ có giải thích có lý nhất nếu lợn và chúng ta đã từng có chung tổ tiên và khoa học xếp chúng ta và loài lợn là động vật có vú (mamalians).

Tham khảo: https://www.goshen.edu/academics/biology/pigbook/human-pig-comparisons/

Vi khuẩn và thuốc kháng sinh
Chúng ta bị sốt, và uống thuốc kháng sinh (antibiotic) với nhiệm vụ tiêu diệt vi khuẩn, thuốc kháng sinh có tác dụng rất tốt, đa số vi khuẩn bị tiêu diệt tuy nhiên một bài tế bào còn sót lại do quá trình biến dị (mutation) xẩy ra ngẫu nhiên. Chúng sinh sôi nảy nở ở thế hệ tiếp theo và gây ra hiện tượng “nhờn thuốc kháng sinh” (antibiotic resistance) mà ta thường thấy. Điều này chính là do tiến hoá và chọn lọc tự nhiên (chất kháng sinh tiêu diệt các vi khuẩn yếu và chọn (select) các vi khuẩn thích hợp với chúng.

http://emerald.tufts.edu/med/apua/about_issue/about_antibioticres.shtml

Posted in 1. Vì sao lại thế? | Leave a Comment »

Ung thư – nó chẳng quan tâm bạn là ai? (8) – Ung thư thực quản (Esophageal Cancer) ở người châu Á

Posted by Huy Q. Dinh on October 4, 2016

Ung thư thực quản gây ra khoảng 400 nghìn cái chết mỗi năm [1], thông thường chia làm hai loại : Adenocarcinoma và Squamous cell carcinoma (ESCC) [2]. Loại thứ nhất phổ biến ở Hoa Kỳ, trong khi loại thứ hai chủ yếu xảy ra với chủng tộc người Đông Á. Sau khi nghiên cứu dữ liệu hệ gene từ tổ chức nghiên cứu hệ gene ung thư của Hoa Kỳ (TCGA, [3]), tôi nhận thấy họ chỉ có khoảng 200 bệnh nhân, trong đó có 97 bệnh nhân ESCC (điều đặc biệt với tôi là trong 97 bệnh  nhân này thì gần một nửa là người gốc Việt (birth country)). Ngoài ra hiện tại có 3 nước châu Á nghiên cứu mạnh về loại ung thư đặc biệt này: Singapore [4,5], Trung Quốc [5] và Nhật Bản[6], rõ ràng đây là bệnh của người châu Á và Việt Nam khó có thể đứng ngoài danh sách, vì vậy theo tôi chúng ta cần đẩy mạnh nghiên cứu về loại ung thư này.

 

Một vài con số thống kê  và nhân tố gây bệnh

Theo [2], năm 2016, có 16,910 ca bệnh ESCC mới (chiếm 1% trong tổng số các ca bệnh ung thư thống kê được), và đáng sợ có tới 15,690 bệnh nhân chết vì ESCC trong năm nay, chiếm 2.6% số ca tử vong vì ung thư. Cũng theo thống kê của trang này, có 18.4% bệnh nhân sống sót sau 5 năm phát hiện ra bệnh.

bb6c0e0d-3f21-4438-95fd-eee6a25a4eaa

Trang web của Mayoclinic [7] đưa ra các nguyên nhân chính gây nguy cơ nhiễm bệnh ESCC như uống rượu, hút thuốc lá, béo phì, … Trang web của tổ chức ung thư Hoa Kỳ [8] cho thêm một số số liệu như : 75% ca bệnh xảy ra với bệnh nhân hơn 55 tuổi, nam giới có nguy cơ 3 lần so với phụ nữ
Nghiên cứu hệ gene ESCC

Năm 2014, Hai công trình song song của Singapore và Trung Quốc [4] trên tạp chí Nature Genetics với phương pháp giải mã trình tự hệ gene (Next Generation Sequencing) trên exome (phần hệ gene sản xuất ra protein) công bố các gene mà biến dị của nó xảy ra thường xuyên ở bệnh nhân ESCC là TP53, NOTCH1, PIK3A, CDKN2A, CCND1, FAT1 với khoảng 20 bệnh nhân ở mỗi công trình. Trong đó mỗi hệ gene ung thư ESCC thường chứa hàng trăm biến dị gene.  Năm 2015, Trung Quốc [5,9], Nhật Bản [6] công bố thêm trên dưới 100 bệnh nhân với những phát hiện tương tự, cộng thêm nhiều loại biên dị gene khác được tìm ra. Đăc biệt công trình mới nhất của người Nhật [6] trên 144 bệnh nhân tìm ra có ba loại bệnh nhân ESCC (Cluster 1, 2, 3) trong đó nhóm 1 và 2 thường là những người uống rượu, nhóm 1 chủ yếu với biến dị (mutation) của gene ZNF750 và PIK3CA.

132885ee-eab0-4d44-8e3a-c889f3cd63d8
Những phát hiện về di truyền này giúp các công ty dược và các bệnh viên phát triển các phương pháp giữa bệnh giúp tìm loại bỏ các ảnh hưởng do các biến dị gene này gây ra. Tuy nhiên tỷ lệ thành công vẫn rất thấp, với nhiều nguyên nhân trong đó có một nguyên nhân phổ biến  là phương pháp thường được áp dụng đầu tiên, phẫu thuật (surgery), không loại bỏ hết được các tế bào ung thư. Đã có bằng chứng từ năm 2012 [10], công trình công bố trên tạp chí số 1 nghành Y New England Journal of Medicine của Viện nghiên cứu ung thư Anh quốc chỉ ra sau khi họ phân tích từng phần nhỏ của bướu ung thư (tumor) thận, họ nhận ra mỗi một phần có một loại biến dị gene khác nhau, điều này khiến cho các phương pháp truyền thống như hoá trị hay phẫu thuật không loại bỏ được hết các tế bào ung thư chứa biến dị di truyền, khiến điều trị dẫn đến thất bại. Ở bài sau, tôi sẽ điểm qua một trong những nghiên cứu mới nhất của chúng tôi về vấn đề này trong bệnh ung thư thực quản của người Á châu ESCC.
(còn nữa)
Tham khảo

Posted in Ung thư – nó chẳng quan tâm bạn là ai? | Leave a Comment »

Nobel Y học 2016: vinh danh người Nhật tìm ra cơ chế ‘tái chế tế bào’ (cellular recycle)

Posted by Huy Q. Dinh on October 3, 2016

Hôm nay, Viện nghiên cứu Karolinska ở Thuỵ Điển trao giải Nobel Y học 2016 cho nhà khoa học người Nhật Yashinori Ohsumi bởi những khám phá của ông về cơ chế tự đào thải và tái chế của tế bào (autophagy).

329298cc-1571-4979-aa79-c72802f5805e

Tại sao giải Nobel?

Theo thông cáo báo chí [1], autophagy, cơ chế đào thải và tái chế (degrading and recycling) các thành phần tế bào, xuất phát từ hai từ trong tiếng Hy Lạp auto- (nghĩa là tự bản thân, self) và phagein- (nghĩ là ăn – eat), thuật ngữ được phát triển bởi nhà khoa học người Bỉ Christian de Duve từ những năm 50-60s thế kỷ trước. Tại sao nó quan trọng? Theo giải thích đơn giản của tờ NYTimes [2], cơ chế này là vô cùng quan trọng cho quá trình hoạt động của tế bào sống như tiêu diệt các virus và vi khuẩn tấn công, loại bỏ các thành phần bị hỏng hóc (damaged). Quá trình này cũng được cho là có liên quan tại sao chúng ta bị ung thư, các bệnh truyền nhiễm, bệnh miễn dịch và thần kinh (neurodegenerative disorders), và lão hoá (aging). Những khám phá đạt giải Nobel năm nay giúp chúng ta hiểu được một trong những cơ chế quan trọng giúp tế bào khoẻ mạnh hay bị bệnh tật, ví dụ như những genes mà Ohsumi phát hiện nếu bị đột biến, nguy cơ chúng ta bị ung thư sẽ rất cao.

Thí nghiệm dẫn đến các khám phá
(nhiều thuật ngữ sinh học người viết không tìm được tiếng Việt tương đương)
Giữa những năm 50s thế kỷ trước, các nhà khoa học phát hiện ra một bộ phận của tế bào gọi là “lysosome” hoạt động như một trạm đào thải các thành phần tế bào (công trình giúp de Duve đạt giải Nobel Y học 1974), nơi mà sau đó được tìm ra có thể chứa cả một lượng lớn các thành phần tế bào thay thậm chí toàn bộ organelle (nơi chứa các enzymes có nhiệm vụ chuyển hoá (digest) proteins, carbohydrate và lipids (những hợp chất cần thiết để duy trì sự sống của tế bào). Giải Nobel Hoá học năm 2004 trao giải cho những khám phá về cơ chế từ đào thải của proteins (proteasome), tuy nhiên cơ chế này chỉ giải thích được việc từng protein một bị tự huỷ chứ không giải thích được autophagy, hay nói cách khác làm thế nào tế bào có thể loại bỏ được các hợp chất protein phức tạp và thậm chí toàn bộ organelles.
Genes nào liên quan cho cơ chế này và vai trò của chúng ra sao trong qúa trình phát triển của tế bào khoẻ mạnh và tế bào bệnh tật. Tất cả chỉ được làm rõ với những thí nghiệm mang tính cách mạng (breakthrough) của Ohsumi, tóm tắt như sau:
– Năm 1992, nhóm của Ohsumi công bố trên tạp chí JCB [3] thí nghiệm trên loài nấm men (yeast, thường sử dụng để lên men bánh mì) chứng minh sự tồn tại của autophagy trên loại sinh vật mẫu này. Để đi đến kết luật này là không đơn giản bởi các tế bào nấm men rất nhỏ và cấu trúc bên trong của chúng rất khó để phân biệt qua kính hiển vi, Ohsumi đã rất thông minh khi tạo ra các biến dị của nấm men bỏ đi các enzymes chịu trách nhiệm cho quá trình phân huỷ một thành phần quan trọng (gọi là vacuole, tương như như lysosome trong tế bào người vậy), đồng thời ông bỏ đói các tế bào này để kích thích autophagy. Kết quả thật là kỳ diệu, chỉ trong vòng vài giờ, ông quan sát thấy các “vacuole” xuất hiện ở các autophagosomes chưa bị phân huỷ. Điều này chứng minh autophagy tồn tại ở loài nấm men, ông khai sinh ra một hướng đi mới trong sinh học phân tử và là cảm hứng cho các nghiên cứu trên người và bệnh tật sau này như tờ NYTimes ghi nhận [2].
– Năm 1993, chỉ sau một năm, Ohsumi công bố những genes đầu tiên chịu trách nhiệm cho quá trình autophagy này (FEBS Letters 1993).
– Năm 1998 và 2000, nhóm của ông công bố các công trình về cấu trúc và cơ chế của proteins chịu trách nhiệm cho autophagy trên tạp chí lừng danh Nature.

Ohsumi là ai?
Ông nhận bằng tiến sĩ năm 1974 tại trường ĐH Tokyo với một luận án không mấy ấn tượng và khó khăn trong việc tìm công việc ổn định (theo [2]). Ông được giới thiệu đi làm postdoc tại ĐH Rockefeller (Hoa Kỳ) đầu tiên với chuột và sau đó chuyển qua nấm men (yeast), mô hình giúp ông khám phá ra cơ chế hoạt động của autophagy. Sau khi trở về từ Mỹ, ông có một chân giáo sư (junior professor) ở ĐH Tokyo và ở tuổi 43 ông thực hiện (theo [2], ông làm việc với máy hiển vi và hàng trăm quan sát với loài nấm men) thành công những thí nghiệm khám phá ra cơ chế đào thải của tế bào, giúp ông thắng giải Nobel hôm nay. Một kiểu mẫu người Nhật, cần cù, tỷ mỉ và thành công!

[1] https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2016/press.html
[2] http://www.nytimes.com/2016/10/04/science/yoshinori-ohsumi-nobel-prize-medicine.html
[3] Takeshige, K., Baba, M., Tsuboi, S., Noda, T. and Ohsumi, Y. (1992). Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deficient mutants and conditions for its induction. Journal of Cell Biology 119, 301-311

Posted in 0. Điểm tin khoa học | 5 Comments »