Margarita Salas: Nhà hóa sinh giúp xét nghiệm DNA nhanh và chính xác hơn

Salas sinh ra ở Canero, một ngôi làng nhỏ thuộc vùng Asturias ở phía bắc Tây Ban Nha, vào năm 1938, giữa cuộc Nội chiến Tây Ban Nha. Mẹ bà là một giáo viên; cha của bà, một bác sĩ, đã có sức ảnh hưởng lớn đến mối quan tâm của bà đối với khoa học. Năm 1955, bà đến Đại học Madrid để học hóa học. Năm 1958, trong một lần về thăm nhà, bà đã có một cuộc gặp gỡ đầy cảm hứng với một người họ hàng xa - nhà hóa sinh Severo Ochoa, người đã được trao giải thưởng Nobel năm sau đó. Bị cuốn hút bởi những khám phá mới nổi trong hóa sinh, Salas đã làm tiến sĩ về chuyển hóa men trong phòng thí nghiệm của nhà nghiên cứu enzyme Alberto Sols ở Madrid. Ở đó, bà đã gặp và kết hôn với nhà hóa sinh Eladio Viñuela.

Năm 1964, Salas và chồng được nhận làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Ochoa tại Đại học New York. Phòng thí nghiệm đã giải mã các cơ chế chuyển thông tin di truyền từ DNA đến protein - sao chép, phiên mã và dịch mã. Salas đóng góp hai thông tin rất quan trọng. Đầu tiên, bà thấy rằng các cơ chế này đọc thông điệp DNA tuyến tính chỉ theo một hướng. Thứ hai, bà đã giúp chứng minh rằng bộ ba RNA nucleotide UAA đại diện cho một codon dừng, nơi quá trình tổng hợp protein kết thúc. Hai kiến thức này vẫn được dạy trong sách giáo khoa của nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam.

Trở về Tây Ban Nha vào năm 1967, Salas và Viñuela đã thành lập một phòng thí nghiệm tại Trung tâm nghiên cứu sinh học của CSIC ở Madrid. Họ đã tiến hành phân tích di truyền có hệ thống về một loại thực khuẩn thể - phage ϕ29. Salas phát hiện ra rằng DNA chuỗi kép của virus có một loại protein cụ thể được gắn ở đầu của mỗi chuỗi. Bà phát hiện ra rằng protein này hoạt động như một điểm khởi đầu khi bộ gen của virus nhân lên. Cơ chế này cũng được tìm thấy trong một số loại virus của động vật có vú, bao gồm cả những loại gây nhiễm cho người, như adenovirus và virus viêm gan B.

Mười năm sau, cùng với đồng nghiệp ở Trung tâm Sinh học Phân tử Severo Ochoa (CBMSO), Salas đã phân lập enzyme DNA polymerase từ ϕ29, tiếp tục có tác động sâu sắc đến phân tích DNA. Enzym mà bà phân lập như là chìa khóa để biến đổi quá trình khuếch đại DNA từ các mẫu rất nhỏ, phát hiện này hiện được sử dụng rộng rãi trong pháp y, nghiên cứu về DNA và ung thư, cũng như trong nghiên cứu cơ bản.

Ảnh từ kính hiển vi điện tử của thực khuẩn thể φ29

Trước đó, các phương pháp để khuếch đại DNA bằng cách sử dụng phản ứng chuỗi polymerase (PCR) chậm và dễ bị lỗi. Sử dụng ϕ29 DNA polymerase đem lại hiệu quả cao hơn nhiều: kỹ thuật này được gọi là khuếch đại đa dịch chuyển. Nó có độ chính xác cao, có thể tạo ra các đoạn DNA kích thước lớn và nó hoạt động ở nhiệt độ không đổi trong phòng thí nghiệm, tránh sự thay đổi nhiệt độ như trong PCR. Chỉ cần các mẫu rất nhỏ để tạo ra nhiều bản sao của toàn bộ bộ gen, nó đã chứng minh là phương pháp lý tưởng cho phân tích pháp y, để xác định các đột biến trong khối u và phân tích di truyền các dấu vết DNA từ xương cổ.

Phát minh của bà đã được cấp bằng sáng chế - mang về lợi nhuận “khủng” nhất trong số các sáng chế từng được nộp bởi Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Tây Ban Nha (CSIC) – cũng đã được công nhận với một giải thưởng thành tựu trọn đời từ Văn phòng Bằng sáng chế Châu Âu vào đầu năm 2019.

Sau khi nhận giải thưởng hoặc khi tổ chức lễ kỷ niệm, Margarita, một người với lối sống khắc khổ, sẽ mời nhiều sinh viên hiện tại và cựu học sinh của mình đến ăn tối tại một nhà hàng hiện đại. Tại đây, bà sẽ nói về các chủ đề không liên quan đến khoa học, từ âm nhạc của Bach đến văn học Tây Ban Nha hiện đại, cho thấy sự quan tâm rộng rãi của bà đối với văn hóa. Margarita truyền niềm đam mê nghiên cứu khoa học và sự tò mò khám phá cho các sinh viên của mình, thúc đẩy động lực, sự sáng tạo, sự nghiêm túc và sự kiên trì cho họ. Bà đã tạo ra một trường học thực sự, dạy các nhà sinh học phân tử từ những nơi khác nhau và có nguồn gốc khác nhau, giúp họ tận hưởng niềm vui trong nghiên cứu. Nhiều thực tập sinh của bà hiện là lãnh đạo nghiên cứu trải rộng khắp thế giới.

Với 45 năm liên tục tập trung nghiên cứu chỉ một mục tiêu thực khuẩn thể φ29, bà đã làm sáng tỏ nhiều cơ chế từ DNA đến protein của loại phase này. Để lại cho nền khoa học, đặc biệt là sinh học, công nghệ sinh học một khối kiến thức khổng lồ vô giá. Đây chính là nền tảng để chúng ta có thể tìm ra ứng dụng trong tương lai gần.