"Quý bà Nobel" bị mê hoặc khi làm việc với loài ruồi

"Loài ruồi theo tôi trong những giấc mơ"

Christiane Nusslein-Volhard sinh ngày 20/10/1942 ở Frankfurt (Đức). Cha của bà là một kiến trúc sư. Mặc dù trước đây thường xuyên học nghệ thuật và học thổi sáo nhưng Nusslein-Volhard lại quan tâm nhiều hơn đến động thực vật. Đến năm 12 tuổi, Nusslein-Volhard biết rằng bản thân muốn trở thành một nhà sinh vật học.

Tại Đại học Eberhard-Karl ở Tubingen, Nusslein-Volhard nhận bằng tốt nghiệp Hóa sinh năm 1968 và bằng tiến sĩ năm 1974 tại Đại học Tubingen, nơi bà nghiên cứu về sự tương tác giữa protein-ADN và sự liên kết của RNA polymerase trong Escherichia coli. Sau khi có học bổng tại Basel và Freiburg, bà gia nhập Wieschaus với tư cách là trưởng nhóm tại Phòng thí nghiệm Sinh học phân tử châu Âu ở Heidelberg 1978. Năm 1981, bà quay trở lại Tubingen, nơi bà giữ chức vụ Giám đốc Viện Sinh học Phát triển Max Planck cho đến năm 2015.

Trong phòng thí nghiệm, Christiane Nusslein nghiên cứu về các cơ cấu phân tử của phôi thai ruồi giấm Drosophila melanogaste. "Tôi ngay lập tức bị mê hoặc khi làm việc với loài ruồi. Chúng khiến tôi thấy thích thú và theo tôi vào cả trong những giấc mơ", bà Christiane Nusslein-Volhard nói.

Nusslein-Volhard từng làm việc với Klaus Sander, một nhà phôi học côn trùng. Các thí nghiệm của Sander đã ảnh hưởng đến suy nghĩ của Nusslein-Volhard về nghiên cứu ruồi giấm. Nusslein-Volhard và Eric Wieschaus đã dành hơn một năm để lai tạo 40.000 họ ruồi giấm và kiểm tra cấu trúc gene của chúng một cách có hệ thống bằng kính hiển vi kép.

Phương pháp thử-và-sai của họ đã dẫn đến việc phát hiện ra rằng trong số 20.000 gene của ruồi, khoảng 5.000 gene được coi là quan trọng đối với sự phát triển ban đầu và khoảng 140 gene là thiết yếu. Họ giao trách nhiệm cho sự phát triển phôi của ruồi giấm cho 3 loại di truyền: gene khoảng cách, tạo ra kế hoạch cơ thể từ đầu đến đuôi; các gene quy định cặp, quy định phân đoạn cơ thể; và các gene phân cực, thiết lập cấu trúc lặp lại trong mỗi đoạn. Họ tạo ra đột biến ngẫu nhiên ở ruồi giấm bằng cách sử dụng EMS (ethyl methanesulfonate). Một số đột biến này ảnh hưởng đến các gene liên quan đến sự phát triển của phôi.

Nusslein-Volhard và Wieschaus đã tận dụng dạng phân đoạn của ấu trùng Drosophila để giải quyết logic của các gene kiểm soát sự phát triển. Nghiên cứu sau đó về những đột biến này và sự tương tác của chúng đã dẫn đến những hiểu biết mới, quan trọng về sự phát triển sớm của Drosophila, đặc biệt là các cơ chế làm nền tảng cho sự phát triển từng bước của các phân đoạn cơ thể.

Vào đầu những năm 1990, Nusslein-Volhard bắt đầu nghiên cứu các gene kiểm soát sự phát triển ở cá ngựa vằn Danio rerio. Những sinh vật này là mô hình lý tưởng cho các cuộc điều tra về sinh học phát triển vì chúng có phôi rõ ràng, tốc độ sinh sản nhanh và có quan hệ họ hàng gần với các động vật có xương sống khác.

Nusslein-Volhard đã nghiên cứu sự di chuyển của các tế bào từ vị trí xuất phát của chúng đến vị trí đích trong phôi cá ngựa vằn. Các nghiên cứu của bà trên cá ngựa vằn đã giúp làm sáng tỏ các gene và các chất tế bào khác liên quan đến sự phát triển của con người và trong việc điều hòa sinh lý bình thường của con người.

Vào thời điểm này, người ta biết rất ít về cơ chế di truyền và phân tử mà các sinh vật đa bào phát triển từ các tế bào đơn thành các dạng phức tạp về hình thái trong quá trình hình thành phôi. Bà hy vọng sự kết hợp của nhiều nghiên cứu và hệ thống trong một phòng thí nghiệm có thể cung cấp cơ sở cho việc hiểu biết rộng hơn về sự phát triển phức tạp của đời sống động vật và con người.

Đến năm 1993, Nusslein-Volhard đã xây dựng một phòng thí nghiệm cá do 16 nhà nghiên cứu điều hành và có gần 7.000 bể cá. Ba năm sau, phòng thí nghiệm của bà công bố bản thảo mô tả 1.200 cá ngựa vằn đột biến cho thấy, giống như Drosophila, một số lượng lớn các đột biến phát triển có thể thu được ở một loài động vật có xương sống.

Nusslein-Volhard đã nhận được nhiều giải thưởng. Năm 1986, bà nhận Giải thưởng Leibniz của Quỹ Nghiên cứu Đức. Năm 1989, bà nhận được Giải thưởng Carus của Huân chương Viện hàn lâm Khoa học Đức. Vào những năm 1990, Nusslein-Volhard đã nhận được Huân chương Rosenstiel và giành được Giải thưởng Albert Lasker về Nghiên cứu Y học Cơ bản năm 1991.

Hỗ trợ phụ nữ trẻ trong hoạt động khoa học

Năm 1995, bà đã được trao giải Nobel Y học cho những khám phá về di truyền trong giai đoạn phát triển ban đầu của phôi thai cùng với 2 nhà khoa học khác là Eric Wieschaus và Edward Lewis. Christiane Nusslein-Volhard không nghĩ rằng nghiên cứu này lại thành công đến thế và những phát minh, tìm tòi của bà lại thích hợp với y học.

Những nguyên tắc cơ bản của bà có được từ nghiên cứu ruồi giấm cũng có thể áp dụng được với những động vật có xương sống, trong đó có cả con người. Những phát minh, cống hiến to lớn của bà đã mang lại lợi ích thiết thực, phục vụ cho khoa học nói chung và con người nói riêng. Phát hiện có ý nghĩa lớn đối với sự hiểu biết về sự sinh sản của con người. Các nhà khoa học đã dùng tên Nusslein-Volhard đặt cho Tiểu hành tinh 15811 để vinh danh cống hiến của bà cho y học thế giới.

Christiane Nusslein-Volhard đã dùng phần lớn số tiền thưởng Giải Nobel Y học để gây quỹ thành lập Tổ chức từ thiện Christiane Nusslein-Volhard Foundation với mục đích duy nhất là hỗ trợ phụ nữ trẻ trong hoạt động khoa học, tạo điều kiện cho họ có nhiều thời gian dành cho khoa học hơn. Năm 2004, bà Nusslein-Volhard thành lập Quỹ Christiane Nusslein-Volhard nhằm hỗ trợ các nhà khoa học nữ trẻ tuổi đầy triển vọng của Đức đang nuôi con nhỏ. Trọng tâm của quỹ là tạo điều kiện thuận lợi cho việc chăm sóc trẻ em, giúp các nhà nghiên cứu nữ yên tâm công tác.

"Họ là những nhà nghiên cứu tận tâm. Con cái của họ được chăm sóc toàn thời gian trong ngày làm việc. Nhưng vào những giờ sau đó, khi các đồng nghiệp nam và đồng nghiệp nữ không có con đang tập trung đọc thêm hoặc nghiên cứu, thì những phụ nữ có con đang rửa bát và làm việc nhà. Họ ở nhà sau các cuộc hội thảo vì họ không có người trông trẻ qua đêm. Kiệt sức và mất tinh thần, một số người đã từ bỏ các mục tiêu khoa học của mình để chuyển sang những nghề nghiệp có thể đáp ứng tốt hơn guồng quay hàng ngày của cuộc sống gia đình", bà chia sẻ.

Từ năm 2001, bà là thành viên của Nationaler Ethikrat (Hội đồng Đạo đức Quốc gia của Đức). Qua nghiên cứu, năm 2002, bà đã xuất bản cuốn sách "Cá ngựa: Một phương pháp tiếp cận thực tế", một sổ tay hướng dẫn trong phòng thí nghiệm phác thảo các nguyên tắc thực tế khi làm việc với loài này. Sau đó, cá ngựa vằn trở thành một mô hình nghiên cứu động vật có xương sống tiêu chuẩn do chúng tương đồng với động vật có vú, quá trình phát triển phôi thai nhanh chóng. Bà còn xuất bản nhiều cuốn sách khác về gene.