Giải thưởng được công bố bởi ông Göran K. Hansson, tổng thư ký Viện hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, tại Stockholm ngày 7/10.

Tổng tiền thưởng cho giải Nobel Hóa học 2020 là hơn 1,1 triệu USD, sẽ chia đều cho hai nhà khoa học Emmanuelle Charpentier và Jennifer Doudna - lần lượt sinh năm 1968 và 1964.

Công cụ sắc bén của công nghệ gen

Theo thông cáo từ viện, bà Charpentier là nhà nghiên cứu làm việc tại Đơn vị Khoa học Mầm bệnh Max Planck ở Berlin, Đức. Trong khi đó, bà Doudna công tác tại Đại học California - Berkeley, Mỹ.

Giải Nobel Hóa học năm 2020 được trao cho hai nhà khoa học nữ Emmanuelle Charpentier (trái) và Jennifer Doudna. Ảnh: Reuters.

Hai nhà khoa học đã phát triển một trong những công cụ sắc bén nhất của công nghệ gen: kéo chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9. Sử dụng công cụ này, các nhà nghiên cứu có thể thay đổi ADN của động vật, thực vật và vi sinh vật với độ chính xác cao.

Ông Hansson gọi đây là "công cụ viết lại mã sự sống", ca ngợi ảnh hưởng cách mạng của công nghệ này đến đời sống khoa học. Thành tựu của hai nhà khoa học đóng góp vào việc tìm ra các phương pháp mới để điều trị ung thư, cũng như biến giấc mơ chữa khỏi các bệnh di truyền trở thành sự thật.

Giới nghiên cứu cần chỉnh sửa gen trong tế bào nếu họ muốn tìm hiểu về hoạt động bên trong của sự sống. Việc này từng rất tốn thời gian, khó khăn và đôi khi không thể thực hiện. Với "kéo chỉnh sửa gene" CRISPR/Cas9, họ giờ đây có thể thay đổi mã sự sống trong một vài tuần.

"Có sức mạnh to lớn trong công cụ chỉnh sửa gen này, ảnh hưởng đến tất cả chúng ta. Nó không chỉ tạo ra cuộc cách mạng trong khoa học cơ bản mà còn tạo ra những mùa vụ đổi mới và đưa đến những phương pháp điều trị y tế mới mang tính đột phá", Claes Gustafsson, chủ tịch Ủy ban Nobel Hóa học, nói.

Thông thường trong khoa học, việc phát hiện ra những chiếc kéo di truyền này luôn nằm ngoài dự liệu. Trong quá trình nghiên cứu của bà Charpentier về vi khuẩn Streptococcus pyogenes, một trong những vi khuẩn gây hại nhiều nhất cho loài người, bà đã phát hiện ra một phân tử (module) chưa từng được biết đến trước đây, tracrRNA.

Nghiên cứu của bà cho thấy tracrRNA là một phần của hệ thống miễn dịch cổ đại ở vi khuẩn, CRISPR/Cas, có chức năng giải trừ virus bằng cách phân cắt ADN của chúng.

Kể từ khi hai nhà khoa học phát hiện ra kéo di truyền CRISPR/Cas9 vào năm 2012, việc sử dụng chúng đã bùng nổ. Ảnh minh họa: Viện hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển.

Bà Charpentier công bố khám phá của mình vào năm 2011. Cùng năm đó, bà bắt đầu hợp tác với Jennifer Doudna, chuyên gia hóa sinh giàu kinh nghiệm với kiến ​​thức rộng lớn về vật liệu di truyền. Cùng nhau, họ đã thành công trong việc tái tạo chiếc kéo di truyền của vi khuẩn nói trên trong một ống nghiệm và đơn giản hóa các thành phần phân tử của chiếc kéo để chúng dễ sử dụng hơn.

Trong một thí nghiệm mang tính thời đại, họ đã lập trình lại chiếc kéo di di truyền. Ở dạng tự nhiên, chiếc kéo nhận ra ADN từ virus, nhưng bà Charpentier và bà Doudna đã chứng minh rằng chúng có thể được kiểm soát để có thể cắt bất kỳ phân tử ADN nào tại một vị trí xác định trước. Khi ADN bị cắt ở đâu thì rất dễ dàng để viết lại mã sự sống.

Đưa ngành khoa học sự sống bước sang kỷ nguyên mới

Kể từ khi hai nhà khoa học phát hiện ra kéo di truyền CRISPR/Cas9 vào năm 2012, việc sử dụng chúng đã bùng nổ. Công cụ này đã đóng góp vào nhiều khám phá quan trọng trong nghiên cứu cơ bản, và các nhà nghiên cứu thực vật đã có thể phát triển các loại cây trồng chống chịu được nấm mốc, sâu bệnh và hạn hán.

Trong y học, các thử nghiệm lâm sàng về liệu pháp điều trị ung thư mới đang được tiến hành, và các bệnh di truyền có thể sắp có cách chữa khỏi. Những chiếc kéo di truyền này đã đưa ngành khoa học sự sống bước sang kỷ nguyên mới và theo nhiều cách, đang mang lại lợi ích lớn nhất cho loài người.

Giải thưởng hơn 1,1 triệu USD được chia đôi cho hai nhà khoa học Emmanuelle Charpentier và Jennifer Doudna. Ảnh: Reuters.

Từ năm 1901 đến năm 2019, giải Nobel Hóa học đã được trao 111 lần, trong đó 63 lần chỉ trao cho một người. Năm phụ nữ từng nhận giải Nobel Hóa học, theo thống kê trên website giải thưởng.

Người nhỏ tuổi nhất từng nhận giải thưởng là Frédéric Joliot, ở tuổi 35 năm 1935, trong khi người lớn tuổi nhất được trao giải là John B. Goodenough, ở tuổi 97 năm 2019. Frederick Sanger là người duy nhất từng giành 2 giải Nobel Hóa học, vào các năm 1958 và 1980.

Giải Nobel Hóa học năm 2019 được trao cho 3 nhà khoa học - John B. Goodenough (làm việc tại Mỹ), Stanley Whittingham (Mỹ) và Akira Yoshino (Nhật Bản) - vì phát minh pin lithium-ion, giúp xây dựng "một thế giới có thể sạc được" như ngày hôm nay.

Nghiên cứu của các nhà khoa học này từ thập niên 1970 đã giúp tạo ra sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trên nhiều thiết bị công nghệ hiện nay, từ điện thoại di động đến máy tính xách tay, xe điện và thu ổn định các nguồn năng lượng tái tạo như điện Mặt Trời và điện gió.