09/10/2026 · VietTechies · Biên tập
Năm 1987, sau khi nhận bằng y khoa tại Đại học Kobe, Shinya Yamanaka bắt đầu hai năm thực tập bác sĩ nội trú chuyên khoa chỉnh hình tại Bệnh viện Quốc gia Osaka. Trong phòng mổ, ông nhanh chóng vấp phải một thử thách lớn: những ca phẫu thuật mà các đồng nghiệp giàu kinh nghiệm hoàn thành chỉ trong 30 phút thì ông phải mất tới hai tiếng đồng hồ. Không dừng lại ở áp lực về tốc độ thao tác, những lần tiếp xúc trực tiếp với bệnh nhân càng làm ông nhận ra rằng kỹ năng mổ xẻ thuần túy không thể giải quyết triệt để những bệnh lý phức tạp và không thể đảo ngược.
Bác sĩ nội trú chật vật và sự thức tỉnh bên giường bệnh
Trong quá trình điều trị cho một nữ bệnh nhân mắc bệnh viêm khớp dạng thấp, Yamanaka vô tình nhìn thấy bức ảnh đặt trên tủ đầu giường của bà, ghi lại hình ảnh rạng rỡ và khỏe mạnh chỉ vài năm trước đó. Sự thay đổi diện mạo quá đỗi xót xa này đã tạo nên một chấn động lớn trong tâm trí ông, thúc đẩy ông đưa ra quyết định chuyển từ thực hành phẫu thuật sang nghiên cứu khoa học cơ bản nhằm tìm hiểu cơ chế cốt lõi của bệnh tật.
Khối u ngoài dự kiến và những bài học tại San Francisco
Để xây dựng nền tảng nghiên cứu, Yamanaka trở thành nghiên cứu sinh tiến sĩ chuyên ngành dược lý tại Đại học Thành phố Osaka vào năm 1989, tập trung nghiên cứu lipid máu dưới sự hướng dẫn của Katsuyuki Miura. Đến năm 1993, dù kiến thức về sinh học phân tử của Yamanaka còn rất hạn chế, Thomas Innerarity vẫn đón nhận ông vào làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Bệnh tim mạch Gladstone ở San Francisco. Tại đây, Yamanaka nghiên cứu Apobec1, một loại enzym được kỳ vọng sẽ giúp giảm cholesterol trong máu. Tuy nhiên, khi ông cho biểu hiện quá mức Apobec1 ở gan chuột, những con vật thí nghiệm lại bất ngờ phát triển các khối u gan. Quá trình đào sâu nguyên nhân đã dẫn ông đến Nat1, một mục tiêu hạ nguồn bị biến đổi trong các khối u. Nghiên cứu tiếp theo về Nat1 trên tế bào gốc phôi chuột đã hé lộ cách các tế bào gốc duy trì khả năng biệt hóa, từ đó chuyển hướng quan tâm chính của ông sang sinh học tế bào gốc.
Sự cô đơn và hành trình tìm kiếm phương pháp tái lập trình
Trở về Nhật Bản với vai trò trợ lý giáo sư tại Khoa Y, Đại học Thành phố Osaka, Yamanaka trải qua giai đoạn cô lập trầm trọng mà ông gọi là hiện tượng tâm lý trũng xuống sau thời gian sống tại Mỹ (Post America Depression). Phải tự tay dọn dẹp lồng chuột hàng tuần và thiếu đi sự hỗ trợ từ viện nghiên cứu cho mảng sinh học tế bào gốc cơ bản, ông thậm chí đã tính đến chuyện quay lại làm bác sĩ lâm sàng. Bước ngoặt sự nghiệp đến vào tháng 12 năm 1999 khi ông gặt hái cơ hội điều hành một phòng thí nghiệm riêng tại Viện Khoa học và Công nghệ Nara. Nhận thức rõ những tranh cãi đạo đức xung quanh việc phá hủy phôi người cũng như nguy cơ thải ghép miễn dịch, Yamanaka đặt ra một mục tiêu dài hạn: thực hiện tái lập trình nhân để chuyển đổi các tế bào trưởng thành thành tế bào gốc vạn năng mà không cần sử dụng phôi.
Hai mươi tư ứng viên và sự ra đời của tế bào iPS
Phòng thí nghiệm của Yamanaka đã thu hẹp danh sách các nhân tố kích hoạt tái lập trình xuống còn 24 yếu tố phiên mã ứng viên có biểu hiện trong tế bào gốc phôi. Nhà nghiên cứu Kazutoshi Takahashi đã kiểm thử các ứng viên này bằng cách sử dụng tế bào sinh dưỡng lấy từ chuột mang gen báo hiệu Fbxo15-neoR — dòng chuột chỉ biểu hiện khả năng kháng kháng sinh khi tế bào được tái lập trình về trạng thái giống tế bào gốc phôi. Khi Takahashi chuyển từng yếu tố phiên mã riêng lẻ vào các tế bào sợi báo hiệu thông qua retrovirus, không có khuẩn lạc kháng thuốc nào xuất hiện. Dù vậy, khi đưa đồng thời toàn bộ 24 yếu tố vào tế bào, phòng thí nghiệm đã thu được các khuẩn lạc kháng thuốc sở hữu cấu trúc, khả năng tăng sinh và tính vạn năng tương tự tế bào gốc phôi.
Bằng việc chứng minh tế bào da trưởng thành có thể được biến đổi ngược trở lại thành tế bào gốc vạn năng mà không làm tổn hại phôi người, Yamanaka đã tháo gỡ điểm nghẽn trung tâm của ngành khoa học tế bào gốc. Khám phá về tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPS) của ông đã làm thay đổi hoàn toàn sinh học tế bào và công nghệ mô, mang về cho Yamanaka Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 2012.
Ảnh đầu bài: minh họa do AI tạo, không phải ảnh tư liệu.
Nguồn: Nobel Prize
Shinya Yamanaka