DNA - hành trình khám phá cấu trúc chuỗi xoắn kép
Giới thiệu sách - DNA, hành trình khám phá cấu trúc chuỗi xoắn kép!
Việc tìm ra cấu trúc xoắn kép của DNA là một trong những khám phá khoa học quan trọng nhất của thế kỷ 20. Khám phá này tạo tiền đề và mở ra kỷ nguyên sinh học, không những cho phép con người đi tìm hiểu mà còn bắt đầu thay đổi sự sống. Cuốn sách "DNA - hành trình khám phá cấu trúc chuỗi xoắn kép", đưa chúng ta quay dòng lịch sử, quay về với thời điểm những năm đầu của thập niên 1950, để cùng tác giả, James Watson, và các cộng sự của mình, từng bước kết nối những dữ liệu và giả thuyết có sẵn, thực hiện và phân tích dữ liệu thực nghiệm mới để xây dựng nên cấu trúc phẩn tử của DNA. Và thành công đó đến khi hội đủ ba yếu tố: thiên thời, địa lợi và nhân hoà.
Về thời điểm lịch sử, trong bối cảnh 1950 khi châu Âu vừa mới bước ra khỏi cuộc chiến tàn khốc, các nghiên cứu về vật lý và hạt nhân mới dần lắng dịu và các nghiên cứu về sinh học vốn bị dừng lại, đình trệ trong chiến tranh có cơ hội được khởi động lại. Không chỉ có nhiều nhà sinh học quay lại với nghiên cứu của họ, mà thời điểm đó còn chứng kiến nhiều nhà vật lí như Francis Crick, Maurice Wilkins,... chuyển ngành, từ vật lý sang sinh học. Nghiên cứu sinh học cũng được quan tâm hơn và phát triển mạnh mẽ cả chiều rộng và chiều sâu.
Nếu xét từ khía cạnh khoa học, đầu thập nhiên 1950 là thời điểm chín muồi, bắt đầu cho sự giao thoa và kết hợp giữa các ngành nhỏ của sinh học: di truyền, hoá sinh và lý sinh, vốn vẫn được nghiên cứu và nhìn nhận độc lập từ trước đó, để tạo nên thành tựu về cấu trúc DNA. Với nền tảng di truyền học được Mendel thiết lập, các nhà di truyền học bắt đầu tìm ra nhiều định luật di truyền quan trọng, tuy nhiên họ lại không mấy mặn mà hay tìm hiểu tận sâu bản chất phân tử của chúng. Ngược lại, các nhà hoá sinh đã đi phân tích và xác định được thành phần hoá học của các đại phân tử trong tế bào, đặc biệt là protein và DNA. Thêm vào đó, việc sử dụng tia X, vốn là một công cụ mạnh của ngành vật lý, đã được áp dụng rất thành công trong sinh học, mà điển hình là công trình sử dụng tia X để xác định cấu trúc protein của Linus Pauling được trao giải Nobel năm 1954. Điều còn lại là có ai đó bắt cầu và liên kết chúng lại với nhau để đi giải đáp câu hỏi hóc búa nhất: nền tảng của sự sống là gì; và “ai đó” chính là hai chàng trai trẻ, mới “vào nghề”: James Watson và Francis Crick.
Ngày đó châu Âu nói chung và nước Anh nói riêng vẫn còn là kinh đô của khoa học. Nếu như ngày nay, phần lớn các nhà khoa học đều muốn đến Mỹ để học tiến sĩ và làm nghiên cứu sau tiến sĩ, thì những năm 1950 (cho đến 1990s) hầu hết nhà khoa học người Mỹ đều đi về phía Đông, qua Đại Tây Dương để trao dồi thêm kinh nghiệm nghiên cứu của mình ở Cựu lục địa. Watson là một trong số đó. Còn Cambridge và nước Anh là nơi hội tụ của các tên tuổi lớn đều là khôi nguyên giải Nobel như Lawrence Bragg, Rayleigh Thomson, Rutherford, Nevill Mott. Cùng với bề dày lịch sử và thành tích nghiên cứu, ở đó còn có những công nghệ đương thời, môi trường thuận lợi cho phép các nhà khoa học trẻ tự do khám phá. Ngoài giải Nobel Y học về cấu trúc DNA của nhóm Watson, Crick và Wilkins còn có nhiều khám phá và phát minh quan trọng khác cũng bắt nguồn từ nơi này.
James Watson, như được mô tả trong cuốn sách, là một gã trai người Mỹ, thông minh nhưng lười (thiếu kiến thức tổng quát và căn bản về hoá hữu cơ và hoá lập thể), đầy nhiệt huyết tuổi trẻ, có máu phiêu lưu và ... liều. Sau khi học tiến sĩ xong, anh xin được học bổng để làm sau tiến sĩ ở Thuỵ Điển, nhưng rồi thấy nghiên cứu và môi trường ở đó không được như mong đợi, thì liều chuyển sang Cambridge dù chưa có sự đồng ý của hội đồng học bổng và chính điều này đã gây cho anh vô số rắc rối tài chính về sau. James lười, nhưng bù lại có đam mê, có cái nhìn không thiên kiến, và quan trọng là lì. Chính niềm đam mê và sự lì đòn của James đã thôi thúc anh học lại, đọc lại những kiến thức cơ bản nhất về hoá học lập thể, kỹ thuật phân tích tia X, và đặc biệt là không bỏ cuộc khi việc xây dựng cấu trúc gặp vô số thất bại, cũng như rào cản về kiến thức, quan điểm và cả quản lý.
Ngược với James, Francis Crick lại là một người Anh đứng tuổi hơn, tài ba, uyên bác, ... và nói nhiều. Francis am hiểu tường tận nhiều lĩnh vực, nắm bắt vấn đề và tư duy vô cùng nhanh, duy chỉ có việc nói nhanh và nói nhiều của Francis là làm nhiều người dở khóc dở cười, nhất là ngài viện trưởng Lawrence Bragg. Cùng chia sẻ với nhau niềm đam mê dành cho DNA, Francis và James bổ sung cho nhau, tạo nên một cặp bài trùng để cùng nhau mà giải ra bài toán cấu trúc DNA. Thiếu ai trong hai người thì thành công hẳn sẽ khó đến hoặc muộn hơn vài năm. Mà thực ra, bản thân mình nghĩ, với nền tảng kiến thức đã có lúc đó, cùng với môi trường thuận lợi, nhiều tài năng, nếu không phải Watson va Crick thì cũng sẽ có ai khác hay nhóm khác tìm ra.
Tuy vậy, cuốn sách này không phải là sách giáo khoa cho học sinh cấp 3 hay đại học về cấu trúc DNA, đầy các chi tiết học thuật khô khan và khó nuốt. Tất nhiên, với nội dung chính về khám phá khoa học, nên việc mô tả các định luật, nguyên tắc là không thể tránh khỏi. Nhưng điều này cũng giống như khi xem một bộ phim trinh thám bạn không thể không tìm hiểu chút gì về các nguyên tắc đằng sau các kỹ thuật phá án. Tác giả đã đơn giản hoá các khái niệm và diễn giải rất dễ hiểu nhiều chi tiết kỹ thuật lắc léo, các cấu trúc không gian ba chiều khó tưởng tượng. Mà thậm chí, nếu bạn chưa hiểu được rõ một chi tiết nào đó, như ‘chu kỳ lặp lại của chuỗi xoắn”, hay quên mất kiểu liên kết hoá học dạng enol là gì, thì cũng không ảnh hưởng đến cuộc phiêu lưu này.
Trong câu chuyện của James, không chỉ có sinh học, hoá học, DNA, protein mà còn vô số câu chuyện đời thường của các nhà khoa học giữa thế kỷ trước. Bởi vì cho cùng, nhà khoa học cũng chỉ là những con người vô cùng bình thường, cũng thất tình lục dục, cũng hỉ nộ ái ố đủ cả, dù cho những điều đó có vẻ ít được thể hiện ra ngoài và thường được bao bọc bởi vẻ bề ngoài đạo mạo, hàn lâm và khó gần. Từ những lá thư của James viết cho em gái, những câu chuyện quanh bàn ăn của gia đình Francis, quanh bàn nhậu của những người bạn, những cuộc vui của những người trẻ tuổi, những chuyện “hậu trường” trong mối quan hệ giữa Rosy và Maurice, quan điểm thiên tả của Linus Pauling, sự hợp tác hay mưu mô toan tính, cạnh tranh với nhau, v.v... Tất cả tạo nên một bức tranh về cuộc sống khoa học rất thực tế, đầy màu sắc và mang hơi hướm thời đại.
Hồi nhỏ mình được ba mua cho vài cuốn sách về những nhà Vật lý nổi tiếng về đọc ngấu nghiến. Những câu chuyện thành công của họ rất hay, đầy cảm hứng, nhưng hiệu ứng phụ của chúng là dễ làm người đọc ngộ nhận rằng cuộc đời toàn màu hồng và nghiên cứu chỉ toàn thành công. Trên thực tế, nghiên cứu – research – nghĩa là tìm đi, tìm lại, nên vô số thất bại! Nhiều thầy cô thường nói với mình: trong khoa học, đứa nào lì nhất, kiên trì nhất, đứa đó thành công! Ít ra mình thấy kết luận đó đúng cỡ 80%. Trong cuốn sách, trước khi tới thành công, James dẫn người đọc đi từ thất bại này đến thất bại khác, từ khó khăn này đến khó khăn khác, liên tục giải quyết hết vấn đề này đến vấn đề khác, ... cứ như một cuộc chạy ma-ra-ton không hồi kết. Nó cho người đọc, hay ít ra là các bạn trẻ muốn dấn thân vào con đường khoa học, một cái nhìn chân thực, không tô vẽ, không lãng mạn hoá. Mà thay vào đó là tinh thần hành động, liên tục học hỏi, tìm tòi và quyết tâm đi đến mục tiêu và thoả mãn đam mê của mình. Hẳn nhiên, môi trường và cách thức nghiên cứu 70 năm trước rất khác với bây giờ, nhưng bản chất và đòi hỏi của công việc nghiên cứu vẫn không thay đổi là mấy.
Bản thân mình vốn không thích James Watson. Về mặt khoa học, mình thấy sau cấu trúc DNA, ông không có phát minh hay khám phá nào nổi bậc nào cho khoa học nữa, không như Francis đã mở ra một mảng nghiên cứu lớn về mã di truyền, Wilkins tiếp tục đi sâu vào cấu trúc DNA và hệ thần kinh. Những gì James Watson có được sau đó đều dựa vào tiếng tăm và cái danh của giải Nobel năm xưa. Về mặt con người, ông thể hiện quá rõ ràng, quá lỗ mãng sự kỳ thị đối với phụ nữ, đặc biệt là phụ nữ trong khoa học. Sự kỳ thị đó kéo dài từ thời ông còn trẻ, phản ảnh trong cách ông nói về Rosy Franklin trong những chương đầu, cho đến những phát ngôn sau này khi đã về già và làm giám đốc ở Cold Spring Harbor Laboratory. Nhưng mà dù sao, con người là một phần của lịch sử và bối cảnh lịch sử xung quanh họ. Đạt được thành công quá lớn khi tuổi đời còn trẻ cũng là một bất lợi. Tuy nhiên, khi đọc xong cuốn sách này, ác cảm của mình bấy lâu nay dành cho James Watson giảm đi ít nhiều, vì cuối cùng mình cũng nhìn nhận ông không chỉ là một nhân vật của lịch sử mà là một con người bình thường, có đam mê, có cống hiến, có điên điên, có lì lợm, khá là chân thật – dù xấu cũng xấu chân thật, và chịu dấn thân. Điều mình nể ông là giữa một thời đại mà các nhà khoa học chỉ quen sống trong tháp ngà của riêng mình, ông đã “phá cách” viết nên cuốn sách này, để mang khoa học đến gần với công chúng hơn, và chiến đấu ngoan cường để xuất bản nó (được mô tả cặn kẽ trong phần phụ lục).
DNA, hành trình khám phá cấu trúc chuỗi xoắn kép, là một cuốn sách như vậy. Mời bạn lên chuyến tàu của James Watson, trở lại thập niên 1950s, đến Cambridge cùng ông gặp gỡ các nhà khoa học nổi tiếng và đi vào thế giới của DNA!
- Vy Nguyễn -
