Cú rẽ ngang ở tuổi ngoài 20 ấy đã đưa ông trở thành người giải mã thành công cấu trúc nguyên tử của ribosome, giành giải Nobel Hóa học năm 2009.

Venkatraman Ramakrishnan sinh năm 1952 tại Chidambaram, một thị trấn ở bang Tamil Nadu, miền nam Ấn Độ. Cha mẹ ông đều là nhà khoa học. Ngày nhỏ, do cha mẹ thường xuyên đi công tác và nghiên cứu xa, ông được ông bà và dì nuôi dưỡng.

Thời trung học, ông từng tụt từ nhóm đầu xuống gần cuối lớp do mải đọc tiểu thuyết, chơi đùa và mơ mộng. Chỉ sau khi gặp thầy giáo dạy toán và khoa học T.C. Patel, Ramakrishnan mới tìm lại niềm vui học tập. Hai năm cuối phổ thông, ông bứt tốc và tốt nghiệp với vị trí thứ hai toàn trường.

Tuy vậy, ông trượt kỳ thi vào các Viện Công nghệ Ấn Độ (IIT). Năm 16 tuổi, Ramakrishnan vào học ngành Vật lý tại Đại học Maharaja Sayajirao. Ba năm sau, ông sang Mỹ học tiến sĩ tại Đại học Ohio và lấy bằng vào năm 1976. Nhưng càng đi sâu vào Vật lý lý thuyết, ông càng cảm thấy mình đang chọn sai ngành.

“Tháng nào tôi cũng đọc tạp chí Scientific American và thấy Sinh học đang có những khám phá tuyệt vời”, ông kể.

Quyết định rẽ hướng sang Sinh học ở tuổi ngoài 20 khiến ông trở thành “kẻ tay ngang” trong mắt nhiều người. Không có kiến thức nền tảng, Ramakrishnan bắt đầu lại gần như từ số 0. Ông tham gia các lớp học sinh học cơ bản: di truyền học, hóa sinh, và sinh học phân tử; rồi chuyển sang nghiên cứu tại Đại học California, San Diego.

Năm 1978, tại Đại học Yale, Ramakrishnan bắt đầu nghiên cứu ribosome – bào quan xuất hiện trong tất cả các tế bào của sinh vật sống. Chúng thực hiện quá trình sinh tổng hợp protein của tế bào. Các ribosome được cấu tạo từ các rARN và ribosome protein. Chúng dịch mã mARN thành chuỗi polypeptide (đơn vị cấu thành protein). Ribosome được xem như là nhà máy tổng hợp protein dựa trên các thông tin di truyền của gene.

Nhưng vào thời điểm đó, ribosome gần như là một bí ẩn. Nó quá lớn, quá phức tạp, gồm hàng trăm nghìn nguyên tử. Nhiều người tin rằng việc nhìn thấy cấu trúc đầy đủ của nó là điều không thể.

Song, Ramakrishnan vẫn bị cuốn hút. “Điều hấp dẫn nhất ở chỗ đây là một vấn đề nền tảng của sinh học. Chỉ cần tiến thêm được một chút thôi, chúng tôi cũng thấy những gì mình làm là xứng đáng”, ông nói.

Suốt hơn 20 năm, ông đi qua nhiều phòng thí nghiệm, từ Oak Ridge, Brookhaven đến Đại học Utah, cuối cùng là Phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử MRC ở Cambridge, Anh. Ở mỗi nơi, ông đều tiếp tục “gặm nhấm” bài toán ribosome.

Năm 1999, Ramakrishnan ở lại Cambridge, chấp nhận sống xa gia đình để tập trung toàn lực vào việc giải cấu trúc tiểu đơn vị 30S của ribosome – phần then chốt trong việc đọc thông tin di truyền, đánh cược toàn bộ sự nghiệp vào một dự án mà nhiều người cho là “điên rồ”.

Khi ấy, nhiều nhóm nghiên cứu lớn trên thế giới cũng đang chạy đua giải mã ribosome. Nhóm của Ramakrishnan làm việc gần như không nghỉ. Đầu năm 2000, họ làm đông lạnh hơn 1.000 tinh thể, chia ca 12 tiếng trong phòng thí nghiệm, thức trắng nhiều đêm tại các máy gia tốc synchrotron để thu thập dữ liệu.

Khi nhìn thấy những tín hiệu đầu tiên đủ rõ để xác định vị trí các nguyên tử, Ramakrishnan nhảy cẫng lên giữa phòng làm việc. “Chúng ta sẽ nổi tiếng!”, ông hét lên.

Chỉ vài tuần sau, nhóm hoàn thành mô hình nguyên tử đầu tiên của tiểu đơn vị 30S. Lần đầu tiên trong lịch sử, con người có thể nhìn thấy chi tiết cách ribosome hoạt động.

Khám phá này nhanh chóng được công bố trên tạp chí Nature và gây chấn động giới khoa học. Nó không chỉ giải quyết một trong những câu hỏi đau đầu nhất của sinh học mà còn giúp lý giải cách nhiều loại kháng sinh tiêu diệt vi khuẩn.

Nhiều loại kháng sinh hoạt động bằng cách bám vào ribosome của vi khuẩn, ngăn chúng tạo ra protein. Nhờ cấu trúc mà Ramakrishnan và đồng nghiệp giải mã, các nhà nghiên cứu có thể quan sát trực tiếp vị trí của kháng sinh trên ribosome. Từ đó, họ hiểu vì sao vi khuẩn kháng thuốc và có thể thiết kế các loại kháng sinh mới hiệu quả hơn. Một số thuốc phát triển theo hướng này đã bước vào giai đoạn thử nghiệm lâm sàng.

Năm 2009, Ramakrishnan cùng hai cộng sự là Tom Steitz và Ada Yonath nhận giải Nobel Hóa học cho “những nghiên cứu về cấu trúc và chức năng của ribosome”.

Sáng ngày công bố giải Nobel Hóa học, Ramakrishnan đến phòng thí nghiệm trong tâm trạng cáu kỉnh vì xe đạp bị thủng lốp. Khi nhận được điện thoại từ Thụy Điển, ông thậm chí còn tưởng đó là một trò đùa và khen người gọi có “giọng Thụy Điển rất chuẩn”. Chỉ đến khi nghe giọng của Måns Ehrenberg, thành viên Hội đồng Nobel mà ông quen biết, Ramakrishnan mới tin đó là sự thật.

Dù nhận giải thưởng danh giá nhất thế giới, ông chưa bao giờ coi Nobel là đích đến.

“Sau cùng, giải Nobel không chỉ là sự ghi nhận cho những gì tôi đã làm, mà còn là lời nhắc rằng tôi phải tiếp tục đi tìm những câu hỏi mới”, ông nói.

Năm 2010, Chính phủ Ấn Độ trao cho ông huân chương Padma Vibhushan – phần thưởng dân sự cao quý thứ hai của nước này. Ông được phong tước hiệp sĩ tại Anh. Hiện ở tuổi ngoài 70, Ramakrishnan vẫn tiếp tục nghiên cứu, viết sách.

Huyền Trang (theo The Nobel Prize, Indiatoday)