Điểm sách: The Double Helix (James Watson)

  • Chi tiết bài viết
  • Bài viết liên quan

Nếu bạn tò mò về khám phá được coi là vĩ đại nhất thế kỷ trước được phát hiện như thế nào, nếu bạn tò mò về trung tâm học thuật của thế giới những năm 40-50, một trong những nơi thắng nhiều giải Nobel Sinh Y Học nhất, đây chắc chắn là cuốn sách giành cho bạn. Tự truyện của James Watson, đồng khám phá cấu trúc xoắn kép của DNA, chứa rất nhiều thông tin bổ ích và lịch sử xung quanh cuộc đua tìm kiếm ‘the code of life’ (mật mã sự sống) mặc dù tác giả không hoặc đánh giá thấp công lao của Rosalind Franklin, người đầu tiên cung cấp bằng chứng thực nghiệm tốt nhất về ‘the double helix’ (xoắn kép) mặc dù bà mô hình hoá nó không đúng. Đây là một trong những cuốn sách tôi đọc đầu tiên khi bước chân vào làm PhD (2008), và là động lực để tôi quyết tâm thực hiện những ước mơ bé nhỏ như thăm Đại Học Cambridge, thăm quán rượu mà Watson và Crick công bố họ tìm ra khám phá này, thăm phòng thí nghiệm của Watson ở Đại Học Harvard, và hơn hết nó thúc đẩy tôi chuyển qua làm về sinh học và genomics, một trong những quyết định sự nghiệp đúng đắn nhất cho đến nay của tôi.

Tam giác khoa học của Anh quốc

Cuốn sách đưa tôi đến tam giác khoa học nổi tiếng của Anh quốc – Cambridge-Oxford-London, những nơi (đặc biệt là Cam và Ox) mà hầu như ở đâu bạn cũng bắt gặp những người cực kỳ thông minh và cực kỳ thú vị, từ cô sinh viên hướng dẫn du lịch xinh đẹp, anh sinh viên chèo thuyền kiếm thêm trên sông Cam hay đến anh bạn Việt Nam, một trong những người Việt may mắn học ở Đại Học số một thế giới, làm thêm ở quán phở. Thủ đô khoa học của nước Anh và thế giới, Watson đã cố gắng mô tả và vẽ nên vẻ đẹp thiên nhiên và đặc biệt là con người của nó khi ông mô tả những con người vĩ đại trong khoa học như Lawrence Bragg (giải Nobel về X-ray crystallography, một trong những kỹ thuật khó nhất trong ngành sinh hoá (biochemistry) với mục đích tìm ra trình tự và cấu trúc (atomics) sắp xếp các nguyên tử ở trong tinh thể (crystal)) hay Max F. Perutz (giải Nobel về cấu trúc protein). Đọc về những con người này và hành trình của họ cho ta thấy thế giới khám phá khoa học thú vị nhưng cũng đầy phức tạp.

Cuốn sách của tôi với chữ ký của Dr. Watson nhân dịp ông đến University of Southern California (USC) giảng bài năm 2014.

Cấu trúc xoắn kép

Cấu trúc của DNA là một cuộc đua ngầm bắt đầu từ thời điểm Oswald Avery và cộng sự ở Đại Học Rockefeller, New York, làm thí nghiệm chứng minh DNA mang thông tin di truyền (trước đó người ta tin là protein mới là chất quyết định di truyền). Cuộc đua tìm kiếm ‘the code of life’ còn ảnh hưởng cả đến thế giới khoa học nói chung nhất là từ khi nhà vật lý vĩ đại người Áo Erwin Schrödinger viết cuốn “What is the life”. Có ít nhất 3 nhóm lúc đó dồn tâm sức vào cuộc đua này. Nhóm thứ nhất ở King’s College (London) với điểm tựa chính là kỹ thuật X-ray crystallography, tuy nhiên không phải ai cũng có khả năng làm ra những bức ảnh X-ray chất lượng và ngay cả khi có những hình ảnh tuyệt đẹp (như Rosalind Franklin và Maurice Wilkins) không phải ai cũng giải thích và mô hình hoá được nó.

Rosalind Franklin thường được goi là ‘the dark lady of DNA’ bởi bà là tác gỉa của bức ảnh “Photo 51” nổi tiếng chỉ rõ cấu trúc xoắn kép của DNA, bà chết bởi ung thư khi mới 37 tuổi năm 1958 trước khi giải Nobel cho cấu trúc DNA được công bố năm 1962 ghi nhận thành quả của phát hiện cấu trúc DNA. Maurice Wilkins có tên trong danh sách nhận giải bởi cũng có công trong những thí nghiệm X-ray về cấu trúc DNA.

Nhóm thứ hai là Linus Pauling ở Caltech là người đầu tiên nhận ra cấu trúc xoắn (helical) ở protein (giải Nobel hoá học năm 1958), và có lẽ ông đã phát hiện ra cấu trúc này ở DNA nếu ông không lỡ chuyến tàu qua Anh vì tham gia phong trào cộng sản lỡ luôn dịp chứng kiến bức ảnh X-ray từ Wilkins và Franklin. Pauling công bố cấu trúc của DNA 2 tháng trước Watson và Crick, nhưng cấu trúc đó là sai (ông cho rằng nó là triple helix).

Nhóm cuối cùng và là những người chiến thắng là nhà khoa học thiên tài người Anh Francis Crick (người được coi là cha đẻ của ngành sinh học phân tử hiện đại) và một trong những người có ảnh hưởng nhưng cũng đầy mâu thuẫn, tác giả cuốn sách, nhà khoa học người Mỹ James Watson. Một trong những điểm đáng chú ý là Watson và Crick không hề có dựa án về cấu trúc DNA, họ đơn giản là tò mò và quyết tâm theo đuổi nó bằng mọi giá. Nhờ cuốn sách mà tôi biết Erwin Chargaff là người phát hiện ra tỷ lệ của các nucleic acid trong DNA luôn cân bằng giữa Adenine và Thymine, Guanine và Cytosine. Sau khi chứng kiến seminar về phát hiện này vào năm 1952, Watson và Crick nghĩ ngay đến mô hình pairing trong cấu trúc DNA (A-T, G-C), một trong những điểm chính thúc đẩy họ xây dựng cấu trúc xoắn kép. Bức ảnh X-ray của Franklin là bức ảnh đơn giản nhưng có chất lượng nhất về cấu trúc tinh thể của DNA, nó chỉ ra rõ ràng cấu trúc xoắn (helical) ở DNA – và sau khi được Wilkins cho xem, Watson đã thú nhận “’The instant I saw the picture, my mouth fell open and my heart began to race”. Vì nhiều lý do mà Franklin và Wilkins đã không mô hình hoá được DNA dù họ là những người đầu tiên nhìn thấy bức ảnh X-ray này. Như vậy, Watson và Crick đã có hai bằng chứng quan trọng về cấu trúc DNA, đó là cơ chế ghép cặp (pairing) giữa A-T C-G và cấu trúc xoắn của hai trục tinh thể. Tuy nhiên, họ chỉ hoàn chỉnh nó sau khi Jerry Donohue chỉ cho họ hydrogen chính là cầu nối A-T C-G.

Cấu trúc xoắn kép của DNA được khám phá chính thức vào năm 1953, công trình thắng giải Nobel chín năm sau đó (1962) và ảnh hưởng của nó là vô tận. Ví dụ như nó chỉ ra cơ chế sao chép (replication/copy) của tế bào như bài báo một trang trên Nature (cùng với hai bài báo công bố những bức ảnh X-ray về cấu trúc helical của DNA của Wilkins và Franklin trên cùng ấn phẩm) của Watson và Crick dự đoán (và được chứng minh hoàn toàn sau đó), giải thích sự sống, tạo ra ngành sinh học phân tử và công nghệ sinh học như hiện nay.

Tiến sĩ Đinh Quang Huy

Bài đăng lần đầu trên blog cá nhân của tác giả ngày 24.6.2016 tại đây.

Hình bìa: Bauman Rare Books.

Ý Kiến Độc Giả:

Nhóm nghiên cứu: