Tư duy khoa học là món quà quí giá của nhân loại

TINKHOAHOC. "Tư duy khoa học là món quà quí giá của nhân loại" Lời của Norman Borlaug nhà khoa học vĩ đại, đoạt giải Nobel hoà bình, được xem nhà cách mạng xanh đầu tiên của thế giới đã được Diane Katz trích dẫn tại trang The Star để tưởng nhớ nhà khoa học và nhân đạo học số một của nhân loại đã từ trần ngày 12 tháng 9 năm 2009 tại Mỹ. Đó cũng là tiêu đề của bài viết "Người tìm thấy những kẻ bảo thủ hiện đại" trong loạt bài điểm tin khoa học tuần này của GS.TS. Bùi Chí Bửu.

Người tìm thấy những kẻ bảo thủ hiện đại
Norman Borlaug nhà khoa học vĩ đại, đoạt giải Nobel hoà bình, được xem như nhà cách mạng xanh đầu tiên của thế giới. Công trình của ông về giống lúa mì cao sản kháng bệnh đã cứu sống hàng trăm triệu người; vì sản lượng tăng gấp đôi so với trước giai đoạn 1960-1990. Borlaug đã qua đời vào ngày 12-9-2009 ở tuổi 95. Norman Borlaug thực sự đã cứu sống 1 tỷ người trên quả đất này tại Mexico, Ấn Độ và Pakistan. Người có tuổi thọ 95 năm này đã nhắc nhở chúng ta rằng: tư duy khoa học là món quà quí giá của nhân loại. Phát động cuộc cách mạng xanh trên thế giới với cái gọi là "Green Revolution", ông được tặng thưởng giải Nobel vào năm 1970. Người ta đã phê phán ông quá nhấn mạnh đến thâm canh giống cao sản, bao gồm việc sử dụng phân đạm, tưới tiêu làm ảnh hưởng đến môi trường [thuật ngữ: môi trường bị stress]. Dư luận phản đối có từ 1962 xuất phát từ bài viết của Rachel Carson's Silent Spring (Mùa Xuân Im lặng của Bà Carson). Nhưng Borlaug đã không nãn lòng trước những kẻ bảo thủ hiện đại như vậy [Neo-Luddites]; ông nhanh chóng ghi nhận rằng chính nhờ sự cải tiến năng suất cây trồng đã ngăn chận được sự chuyển đổi đất rừng thành đất trang trại. Ông nói trên “Reason magazine” trong cuộc đối thoại vào năm 2000 về 17 loài cây trồng quan trọng của Hoa Kỳ từ 1960 ước chừng 252 triệu tấn; tăng lên gấp đôi vào năm 1990 (596 triệu tấn) và làm giảm đi 25 triệu acres so với 30 năm trước đó. Mọi nỗ lực của ông nhằm giải quyết nạn đói ở Sub-Saharan Africa đều bị cản trở bởi những phản kháng đáng xấu hỗ của hoạt động lobby về môi trường. Việc ngăn cấm thực phẩm biến đổi gen ở Châu Âu, các đối thủ đã thành công về một châu lục đói kém nhất. Giữa những cơn hạn hán chết người vào năm 2003, các nhà đương chức của Zambia và Zimbabwe thay đổi chính sách hướng về Hoa Kỳ viện trợ lương thực, nói rằng họ thà chết còn tốt hơn là cho phép lương thực biến đổi gen xâm nhập vào nước họ. Nhờ trời, các viên chức chính phủ này đã quan tâm nhiều hơn đến việc lấp đầy cái dạ dày so với việc sửa đổi các sắc lệnh khi Borlaug sáng tạo ra cái gọi là “life-saving seeds” của ông. Công nghệ sinh học cứu rỗi cuộc sống nhiều hơn là đe doạ cuộc sống. Thật vậy, cuộc đời của Norman Borlaug là một bức chúc thư cho chúng ta về tiềm năng của hàng hoá và nguồn lực của trí tuệ khoa học phục vụ nhân loại. Theo bài viết của Diane Katz, The Star, Sep 20, 2009 http://www.thestar.com
Ghi chú: Diane Katz la giám đốc của Viện Fraser về Chính sách Năng lượng Môi trường và Rủi ro (Director of risk, environment and energy policy for the Fraser Institute).

Sự mất gen số lượng qPE9-1 liên quan đến tính trạng mọc thẳng của bông lúa trong quá trình thuần hoá
Yong Zhou và ctv. thuộc Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics và Physiology/Key Laboratory, Plant Functional Genomics, Yangzhou University, Trung Quốc đã nghiên cứu kiến trúc cây lúa; đặc biết là tính mọc thẳng của bông lúa japonica. Cơ chế có tính chất phân tử trong quá trình thuần hoá từ lúa hoang sang lúa trồng vẫn còn phải nghiên cứu nhiều hơn. Các tác giả thực hiện kỹ thuật “map-based cloning” một locus số lượng quan trọng qPE9-1, điều khiển tính trạng mọc thẳng của bông lúa. Gen R6547 qPE9-1 mã hoá một protein có 426-amino-acid, đồng dạng với protein liên quan với họ keratin-5-4. Gen này gồm có 3 yếu tố Von Willebrand thuộc dạng C domains, một domain màng, và một domain gốc có tính chất 4-disulfide. So sánh kiểu hình của một bộ các dòng gần đẳng gen [near-isogenic lines] và các dòng chuyển gen cho thấy tính chất của alen chức năng qPE9-1 làm cho bông lúa rủ xuống. Một đột biến mất chức năng [loss-of-function mutation] qpe9-1 đã tạo ra hiện tượng có nhiều bông lúa hơn. Locus qPE9-1 điều khiển tính trạng bông lúa, chiều dài hạt thóc, trọng lượng hạt và năng suất hạt. Tính trạng mọc thẳng đứng của bông lúa là kết quả của đột biến mất chức năng xảy ra ngẫu nhiên đối với gen qPE9-1 trong giống lúa japonica.Xem chi tiết trên tạp chí Genetics, Vol. 183, 315-324, September 2009, hoặc http://www.genetics.org/cgi/content/abstract/183/1/315?etoc viết thư ricegb@yzu.edu.cn.

Thế giới tốt hơn: Hãy học và yêu kỹ thuật di truyền
Michael Le Page đã viết trong tạp chí New Scientist ngày 14-9-2009 về tương lai của chúng ta trong năm 2040, với 9 tỷ người trên trái đất. Thách thức này được thể hiện thông qua khủng hoảng nhiên liệu dầu hoả, thay đổi khí hậu, lương thực tăng không đủ với tăng dân số. Hiệu ứng nhà kính với cái gọi là “nitrous oxide”, một sản phẩm có từ phân đạm. Kế đến là khí mê tan từ phân chuồng và thức ăn gia súc. Nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực và nguồn vật liệu khác như biofuels, chúng ta đang phải khai thác cực kỳ hạn chế trong khả năng có thể được. Công nghệ di truyền có thể làm cho thế giới vật chất tồi tệ hơn ư. Thí dụ, tổ chức Craig Venter's Synthetic Genomics và những công ty khác đang phát triển những vi khuẩn làm chuyển hoá than đá, nhựa đường và dầu hoả thành khí mê tan. Điều này làm thải ra một lượng khí gây hiệu ứng nhà kính cực lớn. Sự cải biên di truyền có thể tạo ra hiệu quả sử dụng thoả đáng. Nó là chìa khoá làm tăng năng suất dầu hoả từ tảo [algae] mọc ở ao hồ và chuyển hoá dư thừa thực vật thành năng lượng. Cây trồng sẽ sử dụng nitrogen hiệu quả hơn rất nhiều, cần lượng phân N cực nhỏ bón cho nó. Điều này sẽ làm giảm hiện tượng “nitrous oxide emissions” và “nitrogen run-off” mà chúng đã từng gây thảm hoạ cho các vùng chết trên đại dương. Cây chống chịu mặn sẽ được trồng trên vùng đất bị nhiễm mặn do nươc biển dâng. Cây chống chịu hạn có thể phát triển rộng rải hơn. Cây lúa có chu kỳ C3 sẽ chuyển thành cây C4 thực hiện quang tổng hợp mạnh mẽ cho năng suất cao hơn. Sâu bệnh hại sẽ được kiểm soát nhờ cây trồng biến đổi gen mà không cần sử dụng thuốc hoá học. Bệnh “ringspot virus” làm giảm 50% sản lượng đu đủ tại Hawaii trước khi giống kháng GM ra đời năm 1998. Lúa vàng “Golden Rice” là giải pháp giúp người nghèo thoát bệnh thiếu vitamin A gây hội chứng mù mắt. Xem chi tiết http://www.newscientist.com/article/

Thông Báo Đại Hội AgriGenomics Thế Giới
Đại Hội AgriGenomics Thế Giới sẽ diễn ra tại Bỉ vào ngày 8-9 tháng Bảy năm 2010. Xem chi tiết http://www.selectbiosciences.com/conferences/AGWC2010/

Keynote Speaker: Martin B Dickman, Professor and Director, Institute for Plant Genomics and Biotechnology
Agenda Topics:
* RNA silencing mechanisms in plants
* The use of microarrays and bioinformatics
* Optimisation of growth for food and biofuel
* Enhancing plant resistance to disease
* Disease resistance in livestock
* Genetic engineering to increase yield from livestock

Thay đổi số trung bình phân tử transcript trong mỗi tế bào liên quan đến tình trạng bất thường của đàn ong mật (Apis mellifera)
Tình trạng tan vở bất thường của đàn ong có tên tiếng Anh là “colony collapse disorder” viết tắt CCD là hiện tượng biến mất của đàn ong rất bí ẩn tại Hoa Kỳ kể từ cuối năm 2006. Pathogens và những stress do môi trường, bao gồm cả thuốc sâu, đã được ghi nhận dính líu đến sự kiện CCD, nhưng quan hệ nhân quả này vẫn chưa được chứng minh một cách khoa học. Bởi vì cơ quan tiêu hoá của ong đóng vai trò như một giao diện ban đầu giữa ong mật và môi trường của nó, nơi mà pathogen và độc tố xâm nhập vào cơ thể ong. Johnson và ctv. đã sử dụng phương pháp so sánh sự thể hiện gen thông qua kỹ thuật microarrays giữa ruột của các con ong từ đàn ong CCD có nguồn gốc ở miền Đông và miền Tây Hoa Kỳ, ruột ong của đàn ong khoẻ mạnh, mẫu đã được lấy trước khi có sự kiện CCD xảy ra. Biến thiên trong sự thể hiện gen có liên quan đến khởi nguyên địa lý của bầy ong, nhưng trong một danh mục có tính nguyên tắc với 65 phân tử transcripts đã được người ta phân lập là những chỉ thị phân tử đầy tiềm năng đối với tình trạng CCD. Nhìn chung, sự thể hiện của các gen phản ứng với thuốc sâu không được quan sát ở đây. Các gen đặc trưng điều khiển phản ứng miễn dịch không có xu thế rõ ràng đối với bệnh do virus và những pathogens khác trong bầy ong CCD. Phân tích microarray cho thấy những đoạn phân tử không có ích RNA trong ribosome, chúng thay đổi số phân tử trong mỗi tế bào rất rõ ràng ở ruột ong thuộc đàn CCD. Sự có mặt của những đoạn phân tử như vậy có thể là kết quả của sự lây nhiễm do “picorna-like virus”, bao gồm “deformed wing virus” và “Israeli acute paralysis virus”, và cũng có thể liên quan đến hiện tượng giải mã bị ngưng trệ. Hiện tượng thay đổi đoạn phân tử RNA tại ri bô thể và sự có mặt của nhiều virus như vậy, chứng minh được những markers chẩn đoán bầy ong bị nhiễm CCD. Đọc bài của M. Johnson, http://www.pnas.org/content/106/35/14790.abstract?etoc July 14, 2009 trên tạp chí PNAS

Cơ sở lý học của sự kiện mưa nhiều do thay đổi khí hậu trong thế kỷ 21
Sự ấm lên của trái đất sẽ làm gia tăng hơi nước trong khí quyển và làm thay đổi chu kỳ thuỷ phân, điều này sẽ làm cho mưa nhiều hơn, cực trọng hơn. Mức độ cực trọng của mưa sẽ duy trì lượng hơi nước cao trong khí quyển. Ở vùng nhiệt đới, lượng mưa cực trọng như vậy chưa được mô phỏng chính xác. Ở vùng không phải nhiệt đới điển hình, lượng mưa gia tăng ít hơn sự gia tăng của hơi nước trong khí quyển. Đối với vùng nhiệt đới, lý thuyết dựa theo mô phỏng cho thấy phải cải tiến phương pháp mô hình hoá về tốc độ của hướng đi trong các mô hình khí hậu để có những dự báo chính xác. Đối với vùng không phải nhiệt đới, thống nhất giữa lý thuyết và thực tế về những mô hình khí hậu khá tin cậy. Xem chi tiết Paul A. O'Gorman and Tapio Schneider, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139; and California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, July 14, 2009 http://www.pnas.org/content/106/35/14773.abstract?etoc

Động thái chuyển dịch và hiệu quả kinh tế của việc chủng ngừa bệnh dại trên chó và người tại một thành phố của Châu Phi
Bệnh dại gây ra cho người tại các nước đang phát triển có thể được ngăn ngừa thông qua chủng vaccine dại trên chó. Hiệu quả tiết kiệm được cho sức khoẻ cộng đồng đã được đánh giá. Các mô hình có tính chất “nhân quả” về động thái chuyển dịch bệnh dại giữa các con chó được phát triển rộng ra thành mô hình giữa chó và người. Các thông số trong mô hình được nhập hàng tuần tại thành phố N′Djaména, thủ đô của Chad. Hệ số chuyển dịch từ các con chó (βd) là 0.0807 km2/(dogs•week) và giữa chó với người (βdh) 0.0002 km2/(dogs•week). Tỷ lệ sinh sản (Re) theo quan sát là 1.01, cho thấy mức độ ổn định rất thấp của dịch hại lan truyền. Bệnh dại trên người tuỳ thuộc vào các thông số của chó. Một chiến dịch tiêm phòng chó dại tác động ít nhất 70% yêu cầu ít nhất 6 năm. Hiệu quả chủng ngừa vaccine cho chó được so sánh với xử lý sau khi bị chó cắn [postexposure prophylaxis; PEP], được xem xét tại Chad. PEP không làm giảm người mắc bệnh trong tương lai. Hiệu quả kinh tế ước tính là 46 USD cho một bệnh nhân.Xem chi tiết J. Zinsstag và ctv., http://www.pnas.org/content/106/35/14996.abstract?etoc

Xác định tyrosylprotein sulfotransferase trong cây mô hình Arabidopsis
Tyrosine sulfation là một hiện tượng cải biên hậu giải mã trong sinh tổng hợp peptides và proteins do quá trình bài tiết trong hầu hết sinh vật bậc cao eukaryotes. Đối với thực vật, sự cải biên này rất cực trọng khi hoạt động sinh học của một nhóm các peptide hormones thí dụ như PSK và PSY1. Đối với động vật, tyrosine sulfation được xúc tác bởi Golgi-localized type II transmembrane proteins gọi tắt là tyrosylprotein sulfotransferases (TPSTs). Để nghiên cứu cơ chế của tyrosine sulfation trong thực vật, người ta tinh lọc hoạt tính của TPST từ những đoạn siêu nhỏ tế bào sô ma của cây mô hình Arabidopsis MM2d, và được phân lập đó là protein 62-kDa hoạt động chuyên biệt với sulfation motif của tiền chất peptide PSY1. Protein này là protein màng type I có 500-aa, nó không có chuỗi trình tự tương đồng với TPSTs của động vật. Một mô hình tái tổ hợp của protein này thể hiện trong phản ứng xúc tác của men “yeast” - tyrosine sulfation của cả hai tiền chất polypeptide PSY1 và PSK in vitro. Điều này cho thấy protein vừa mới được xác định là Arabidopsis (At)TPST. AtTPST biểu hiện ở tất cả cơ quan thực vật, cao nhất tại đỉnh sinh mô rễ. Đột biến “loss-of-function” của AtTPST cho thấy một kiểu hình lùn được phối hợp với dạng rễ ngắn, lá xanh nhạt, giảm hệ thống mạch dẫn, hoá già sớm, giảm số hoa và quả. Kết quả cho thấy thực vật và động vật có hàm lượng tyrosine sulfation enzymes độc lập nhau trong quá trình tiến hoá tự nhiên. Xem Ryota Komori, http://www.pnas.org/content/106/35/15067.abstract?etoc