Tại sao phát hiện ra gen nhảy lại có tên trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?


Các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới đã từng tin rằng gen giống như những hạt ngọc quý trên sợi dây chuyền và chúng nằm ở vị trí cố định trên nhiễm sắc thể. Qua quá trình một mình tiến hành nghiên cứu trên ruộng ngô của Cold Spring Harbor, Barbara Mc Clintock đã đưa ra kết luận chứng minh rằng những nhà di truyền học trên thế giới sai lâm.


Qua quá trình nghiên cứu kỹ lưỡng cây ngô dại, Barbara Mc Clintock đã phát hiện ra gen không những có thể nhảy, mà chúng còn nhảy từ bị trí này sang vị trí khác của nhiễm sắc thể theo một quy luật xác định. Bà phát hiện một vài gen điều khiển chỉ dẫn tín hiệu nhảy giúp cho các gen chuyển đổi vị trí, và quyết định xem chúng sẽ kích hoạt hay đóng các gen lân cận trong vị trí mới.


Nghiên cứu của Barbara Mc Clintock đã mang lại những tiền đề quan trọng cho y học và hơn mười bước đột phá quan trọng trong việc phòng bệnh. Năm 1983, hội đồng giải thưởng Nobel đã gọi công việc mang tính tiên phong của bà là: “một trong hai khám phá di truyền học vĩ đại nhất trong thời đại chúng ta”.


Gen nhảy được phát hiện ra như thế nào?


Barbara Mc Clintock đạt được học vị tiến sĩ di truyền học. Bà sống trong một căn hộ hai phòng rất sạch sẽ, phía dưới là gara để xe của phòng nghiên cứu Cold Spring Harbor thuộc Học viện Carnegie.


Barbara có dáng người nhỏ nhắn, chỉ cao chưa đầy 5 feet và nặng chưa đến 90 pound, do phải tiếp xúc với nhiều nắng gió nên mặt và tay của bà trở nên thô ráp và có nhiều nếp nhăn.


Cold Spring Harbor là một nơi xa xôi lộng gió ở phía đông bắc Long Island, ở đây có những cồn cát và thảm cỏ trải dài uốn lượn như sóng biển. Ở giữa phòng thí nghiệm của Sở nghiên cứu và Long Island có một dải đất hẹp nơi Barbara thường làm đất và cẩn thận gieo thành từng hàng ngô.


Những cây ngô ấy phát triển hết đời này sang đời khác và đến năm 1950 là năm thứ sáu mà Barbara trồng, chăm sóc và nghiên cứu về gen của chúng. Bà thường cảm thấy mình giống như một người nông dân chứ không phải là một thành viên nghiên cứu di truyền học.


Cuộc sống của Barbara dựa theo mùa. Vào mùa hè, bà dành phần lớn thời gian trên ruộng chăm sóc cây ngô để nó cung cấp cho bà những số liệu nghiên cứu trong năm đó. Bà thường làm cỏ, kiểm tra để loại trừ các loại sâu và mầm bệnh có thể hủy hoại thí nghiệm. Vào mùa thu, bà dùng tay thu hoạch từng bông, cẩn thận đánh dấu sau đó tiến hành phân tích thực nghiệm vị trí và cấu tạo của từng gen trên nhiễm sắc thể của mỗi bông.


Trong phòng thí nghiệm của bà có đặt kính hiểm vi cao tần, một vài khay thí nghiệm hóa học và một tệp tài liệu ghi lại những kết quả nghiên cứu. Trong mùa đông dài thì hầu như bà dành toành bộ thời gian cho công việc này.


Vào mùa xuân, thời gian công việc của bà gồm hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất bà dành cho việc phân tích những số liệu đã thu thập được một năm trước đấy; giai đoạn còn lại bà dùng để quy hoạch lại đồng ruộng chuẩn bị cho một vụ gieo ngô sắp tới.


Năm này qua năm khác, bà theo đuổi nghiên cứu một cách kỹ lưỡng sự thay đổi về màu sắc, hình dạng và cuối cùng bà phát hiện ra rằng gen không phải luông ở một vị trí cố định trên nhiễm sắc thể, mà chính xác nó có thể di chuyển. Một vài gen chủ có khả năng điều khiển các gen khác, hướng dẫn cho các gen này di chuyển đến đâu, và khi nào thì di chuyển. Những gen chủ sẽ điều khiển sự di chuyển và hoạt động của những gen khác, các gen khác sẽ nhảy theo sự điều khiển của gen chủ, sau đó chúng sẽ kích hoạt hoặc đóng lại các gen lân cận trong vị trí mới.


Kết quả nghiên cứu này có vẻ như là một điều dị thường trong khoa học, nó không nhận được sự tán thành của các tài liệu giảng dạy, các nghiên cứu cùng tài liệu di truyền học, và cả những thiết bị nghiên cứu tiên tiến nhất trên thế giới. Vào cuối mùa thu năm 1950, Barbara đã định thảo luận và phát biểu định chờ thêm một năm nữa để thu thập nhiều bằng chứng hơn.


Năm 1951, Barbara Mc Clintock đã công bố kết quả nghiên cứu của mình trong hội thảo chuyên đề di truyền học toàn quốc. Phòng họp có 200 ghế ngồi, nhưng chỉ có 30 người đến nghe kết quả nghiên cứu của bà, thậm chí có một vài người đã bỏ về khi bà đang phát biểu.


Không có ai đặt ra câu hỏi với bà. Đợi sau khi bà phát biểu xong, những người còn lại cũng bỏ ra về.


Những trường hợp như thế này luôn luôn xảy ra với những ý tưởng mới lạ. Nhiều người nghe cảm thấy khó chịu và lạnh nhạt phớt lờ những lời của Barbara, học hoàn toàn không thể hiểu được những vấn đề mà bà đang trình bay.


Cảm thấy vô vọng và nản chí, Barbara lại trở về với cánh đồng thu hoạch vụ mùa và lại bắt đầu bước sang năm thứ bảy trong sự nghiệp nghiên cứu của mình.


Giới khoa học đã phải mất 25 năm sau mới hiểu được khám phá của bà có ý nghĩa lớn lao như thế nào.

schoolnet