Hồi tháng 1, Zhang từ chức giáo sư bậc một (assistant professor) tại Đại học Yale, Mỹ, để gia nhập Khoa Khoa học Sự sống và Y học thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc tại Hợp Phì, An Huy.

Chỉ một tháng sau, công trình nghiên cứu mà anh là tác giả chính được công bố trên tạp chí danh giá Nature, đánh dấu bước đột phá về công nghệ phân tích và hình ảnh hiển vi điện tử độ phân giải cao.

Nghiên cứu này được giới chuyên môn đánh giá là “chìa khóa” để hiểu về sự sống, phát triển các công nghệ chẩn đoán, điều trị mới và cải thiện quản lý sức khỏe con người.

Với Zhang Kai, việc trở về Trung Quốc là lựa chọn tất yếu để thực hiện tham vọng xây dựng ngân hàng dữ liệu cấu trúc tế bào siêu quy mô với độ chính xác chưa từng có.

“Tại Mỹ, một học giả người Hoa gần như không thể đảm nhận vai trò dẫn dắt dự án này”, Zhang chia sẻ với tờ China Science Daily hôm 26/3.

Hành trình của Zhang Kai bắt đầu từ hơn 20 năm trước tại một vùng nông thôn nghèo ở tỉnh Thiểm Tây. Năm 2004, anh trúng tuyển Học viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân (HIT), rồi học cao học tại Viện Vật lý sinh học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), nơi anh bén duyên với kính hiển vi điện tử siêu lạnh (cryo-EM).

Cryo-EM là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh cho phép nhà nghiên cứu quan sát cấu trúc của các đại phân tử sinh học. Khác với những phương pháp sinh học truyền thống chủ yếu dựa vào thí nghiệm, cryo-EM là sự kết hợp hữu cơ giữa thí nghiệm, lý thuyết và tính toán.

Ngay từ khi còn trẻ, Zhang đã nuôi tham vọng “viễn tưởng” là có thể nhìn thấy trực tiếp cấu trúc nguyên tử của các phức hợp chuỗi hô hấp bên trong ti thể – vốn được coi là “nhà máy năng lượng” của tế bào.

Sau khi nhận bằng tiến sĩ tại CAS năm 2013, Zhang làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Sinh học phân tử thuộc Hội đồng Nghiên cứu y khoa ở Cambridge (Anh). Năm 2019, anh bắt đầu vị trí giáo sư bậc một tại Đại học Yale, sau đó liên tục công bố nhiều công trình trên các tạp chí khoa học hàng đầu thế giới như Science, Nature và Cell.

Năm 2024, Zhang cùng cộng sự công bố một nghiên cứu được các phản biện đánh giá là “công trình tiên phong” trên Nature.

Trước đây, việc nghiên cứu protein thường phải trải qua quá trình tinh chế từ ti thể, sau đó mới quan sát qua kính hiển vi. Tuy nhiên, trong cơ thể sống, protein luôn vận động và tương tác không ngừng. Việc quan sát tĩnh không thể phản ánh đúng trạng thái thực của chúng.

Zhang và các đồng nghiệp đã tìm ra cách quan sát protein ngay khi chúng đang “vận động” trong cơ thể.

“Nếu trước đây việc này giống như chụp ảnh có sắp đặt trong studio, thì nay chúng ta đã có thể chụp ảnh khoảnh khắc”, Zhu Jiapeng, cộng sự của Zhang tại Đại học Y dược Trung Quốc Nam Kinh, ví von.

Việc ghi lại những hình ảnh tự nhiên này giúp dữ liệu về protein chân thực và chính xác hơn, phục vụ đắc lực cho các phân tích khoa học sau này.

Trong bài báo mới nhất xuất bản hồi tháng 2, Zhang cũng đã bác bỏ “giả thuyết lắp ráp tế bào chất” vốn tồn tại hơn một thập kỷ qua. Nghiên cứu của anh chỉ ra rằng các vi ống đóng góp tới 97% hiệu quả lắp ráp, trong khi các protein kết nối chỉ đóng vai trò thứ yếu.

Việc Zhang Kai rời Yale khi đang ở độ chín của sự nghiệp khiến nhiều người bất ngờ. Sự trở về của anh tiếp nối làn sóng dịch chuyển của nhiều nhà khoa học từ phương Tây về châu Á trong khoảng hai năm gần đây.

Khánh Linh (Theo SCMP, Press Reader)