07/10/2026 · VietTechies · Biên tập
Khi năm 1970 dần khép lại tại La Jolla, California, nhà sinh học phân tử người Nhật Bản Susumu Tonegawa phải đối mặt với một thời hạn hành chính nghiêm ngặt. Visa Hoa Kỳ của ông, gắn liền với học bổng du học Fulbright, sắp hết hạn và bắt buộc ông phải rời khỏi nước Mỹ ít nhất hai năm. Sinh ra tại Nagoya vào năm 1939, Tonegawa nhận bằng tiến sĩ tại Đại học California, San Diego vào năm 1968 dưới sự hướng dẫn của Masaki Hayashi. Vào thời điểm đó, ông đang làm nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Renato Dulbecco ở Viện Salk, đảm nhiệm việc lập bản đồ phiên mã của virus gây khối u SV40. Việc visa hết hạn đột ngột đe dọa làm gián đoạn toàn bộ đà nghiên cứu của ông.
Chuyển công tác sang Thụy Sĩ
Theo tiểu sử từ Ủy ban giải Nobel, Tonegawa khi đó có rất ít lựa chọn nghiên cứu hấp dẫn bên ngoài Hoa Kỳ. Mùa thu năm 1970, ông nhận được thư từ Dulbecco khi vị giáo sư này đang đi công tác ở Châu Âu. Dulbecco gợi ý rằng một nhà sinh học phân tử có thể ứng dụng các công cụ di truyền hiện đại để giải quyết những bài toán còn bỏ ngỏ trong miễn dịch học tại Viện Miễn dịch học Basel mới thành lập ở Thụy Sĩ. Tonegawa làm theo lời khuyên và nộp đơn xin việc tới viện trưởng Niels Kaj Jerne. Jerne trao cho Tonegawa hợp đồng làm việc hai năm, và ông chuyển đến Basel vào mùa đông năm 1971. Ban đầu chưa hề quen thuộc với miễn dịch học, Tonegawa dành trọn năm đầu tiên để tiếp thu kiến thức trong lĩnh vực mới nhờ sự hỗ trợ của nhà di truyền học Charles Steinberg và nhà miễn dịch học Ita Askonas.
Khai phá cơ chế tái tổ hợp xô-ma ở Basel
Đến cuối năm 1971, Tonegawa tập trung vào tranh luận kéo dài bấy lâu về cách hệ miễn dịch tạo ra vô số kháng thể khác nhau từ một tập hợp gen di truyền hữu hạn. Bằng cách áp dụng enzym cắt hạn chế và kỹ thuật DNA tái tổ hợp—những công cụ chưa từng được ứng dụng trong miễn dịch học trước đó—ông thành lập một nhóm nghiên cứu ban đầu gồm các kỹ thuật viên Monica Shöld và Rita Schuller, về sau mở rộng thêm các nhà nghiên cứu Nobumichi Hozumi, Minoru Hirama và Christine Brack, cùng với Steinberg. Trong giai đoạn từ năm 1974 đến 1981 tại Viện Basel, nhóm của Tonegawa so sánh cấu trúc di truyền của các gen immunoglobulin trong tế bào phôi với các tế bào sản xuất kháng thể trưởng thành. Thí nghiệm của họ chứng minh rằng sự đa dạng của kháng thể không hề được mã hóa sẵn hoàn toàn trong DNA di truyền, mà được tạo ra nhờ quá trình tái tổ hợp xô-ma—tức sự sắp xếp và tái cấu trúc vật lý các đoạn gen di truyền—cũng như đột biến xô-ma trong quá trình tế bào trưởng thành.
Trở lại Mỹ và những phát hiện phân tử mới
Khi cơ chế đa dạng kháng thể đã được làm sáng tỏ, Tonegawa trở lại Hoa Kỳ vào năm 1981 để đảm nhận vị trí giáo sư tại Trung tâm Nghiên cứu Ung thư thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) dưới sự lãnh đạo của Giám đốc Salvador E. Luria. Tại MIT, Tonegawa mở rộng nghiên cứu sang lĩnh vực miễn dịch tế bào. Phòng thí nghiệm của ông đã xác định được một vùng tăng cường phiên mã đặc hiệu theo mô bên trong gen chuỗi nặng immunoglobulin, giải thích cách các gen kháng thể sau tái tổ hợp được kích hoạt một cách chọn lọc. Bên cạnh đó, trong quá trình nhân bản các tiểu đơn vị thụ thể tế bào T, nhóm của Tonegawa phát hiện một tiểu đơn vị gen khác biệt, dẫn đến sự khám phá ra thụ thể tế bào T gamma delta. Nhờ những phát hiện về nguyên lý di truyền tạo nên sự đa dạng kháng thể, Tonegawa được trao Giải thưởng Albert và Mary Lasker cũng như Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học vào năm 1987.
Logic phân tử trong khả năng thích ứng của hệ miễn dịch
Việc buộc phải rời California rốt cuộc đã thay đổi hoàn toàn cục diện của ngành miễn dịch học. Nhờ chứng minh được rằng quá trình tái tổ hợp xô-ma cho phép một tập hợp đoạn gen di truyền nhỏ gọn tự lắp ráp thành hàng triệu kháng thể riêng biệt, công trình của Tonegawa đã làm sáng tỏ cơ chế phân tử chính xác giúp các sinh vật bậc cao xây dựng hệ thống phòng thủ miễn dịch linh hoạt từ một bản thiết kế di truyền giới hạn.
Ảnh đầu bài: minh họa do AI tạo, không phải ảnh tư liệu.
Nguồn: Nobel Prize
Susumu Tonegawa