Người khám phá cơ chế trao đổi chéo của gien

Cha Frans Alfons Ignace Maria Janssens là người phát hiện cơ chế gien trao đổi chéo trong quá trình giảm phân. Phát hiện này được nhà khoa học được trao giải Nobel Thomas Hunt Morgan tiếp nối để xây dựng thuyết liên kết gien.

Linh mục Frans Alfons Ignace Maria Janssens chào đời ở St. Niklaas (Bỉ) vào ngày 23.7.1863. Cha của ngài, cụ Theodoor Janssens, là thượng nghị sĩ suốt 37 năm. Bốn trong số 10 người con trong gia đình trở thành linh mục.

Thời gian học tập

Sau thời gian theo học ở Tiểu Chủng viện và Đại Chủng viện, cha Frans Alfons được truyền chức linh mục ngày 18.7.1886. Không lâu sau đó, cha được Bề trên gởi đến Đại học Công giáo Louvain để nghiên cứu sinh học. Năm 1890, cha Janssens lấy bằng tiến sĩ về khoa học tự nhiên. Năm 1891, ngài nhận được học bổng và với số tiền này, vị linh mục có thể đến thăm một số phòng thí nghiệm về động vật học biển ở nước ngoài, lần lượt là Banyuls, Arachon, Roscoff (của Pháp), Den Helder (Hà Lan) và Naples (Ý).

Ngày 14.7.1891, cha trở thành giáo viên dạy toán và khoa học tự nhiên cho Viện Thánh Lieven ở Gent (Bỉ). Kế đến, Đức Giám mục ở đây gởi cha tới trường ủ bia ở Munich và viện ủ bia nổi tiếng Carlsberg tại Copenhagen (Đan Mạch). Mục đích là mở trường tương tự ở Gent. Tại Copenhagen, cha Janssens làm việc dưới quyền ông J. Kjeldahl, nhà phát minh phương pháp cùng tên nhằm xác định sự hiện diện của khí nitơ trong vật chất hữu cơ, và ông E. C. Hansen, người phát triển phương thức nhân giống men, khâu vô cùng quan trọng trong quá trình lên men bia.

Nhờ học thầy giỏi, cha Janssens có một hành trang kiến thức đáng kể. Khi về nước, ngài trở thành nhà đồng sáng lập trường ủ bia của Viện Thánh Lieven thuộc Gent. Năm 1893, ngài bắt đầu dạy ngành vi khuẩn học tại đây, trong khi tiếp tục các dự án nghiên cứu tế bào học.

Ngày 29.7. 1896, cha trở thành giáo sư dạy môn kính hiển vi ở Đại học Công giáo Louvain. Ba năm sau, cha tiếp nhận một số khóa dạy của người tiền nhiệm J. B. Carnoy, như lớp tế bào học, giải phẫu học và sinh lý học. Đến thời điểm đó, cha đã có thể tập trung toàn bộ công sức và thời gian cho công tác giảng dạy và nghiên cứu khoa học.

Trao đổi chéo nhiễm sắc thể

Khám phá để đời

Trên hết, cha Janssens nổi tiếng với biệt danh “thuật sĩ kính hiển vi”. Điều này có nghĩa là ngài vô cùng thành tạo khía cạnh kỹ thuật của quy trình cũng như về khâu chuẩn bị và nhuộm màu các phiến kính. Người từ khắp nơi tìm đến để nhờ cha tư vấn cho những khó khăn mà họ phải đối mặt trong quá trình làm thí nghiệm.

Cha chủ yếu nghiên cứu các loài động vật như nhuyễn thể và kỳ nhông nước. Cha cũng thao tác trên men, nấm mốc, ếch và cóc. Còn trên vai trò giải phẫu học, cha chỉ quan tâm những sinh vật mà mình nghiên cứu. Cha có chuyên môn trong việc mô tả tế bào, với sự ưa chuộng đặc biệt đối với phần nhân tế bào. Khám phá nổi tiếng của cha Jansens chính là về các nhiễm sắc thể.

Năm 1909, cha công bố báo cáo La théorie de la chiasmatypie (Lý thuyết về trao đổi chéo). Báo cáo chỉ dài 24 trang, với một trang tiểu sử, 2 trang rưỡi giải thích hình vẽ và 3 trang vẽ nhiễm sắc thể ở mọi cấu hình có thể của chúng. Cha Janssens chứng minh được rằng, trong quá trình giảm phân, hai nhiễm sắc thể tương đồng có thể tiếp cận và bắt chéo nhau. Ở những điểm đặc biệt này, chúng vượt qua một phần với khoảng cách khác nhau, trao đổi một mẩu những đoạn tương ứng và “mọc” trở lại cùng nhau, gây ra hiện tượng gien hoán vị.

Cha Janssens không làm gì hơn ngoài việc quan sát và vẽ những gì xảy ra bên trong nhân tế bào với mức độ chính xác cao. Giả thuyết của cha đến nay vẫn chưa bị thay thế bởi một khái niệm rõ ràng hơn. Và cha Janssens đã nghĩ ra một thuật ngữ mới để đặt tên cho phát hiện này: đó là chiasmatypie (trao đổi chéo nhiễm sắc thể).

Đại học Công giáo Louvain

Phát hiện của cha hoàn toàn phủ định những quan điểm vào thời đó về tính chất độc lập của các nhiễm sắc thể. Khi ấy, giới nghiên cứu cho rằng việc các nhiễm sắc thể trao đổi những mẩu thật nhỏ là chuyện thật xa vời. Tuy nhiên, với báo cáo trên, cha Janssens đã chứng minh điều ngược lại vào năm 1909. Điều này cho phép các nhà khoa học có cái nhìn rõ ràng hơn về những quy luật di truyền, do linh mục người Áo - Hung G. Mendel ấn định vào năm 1865.

Phát hiện của cha đã được chuyên gia T. H. Morgan sử dụng trong Thuyết liên kết. Ông Morgan lập tức nhận ra tầm quan trọng của cách diễn dịch về khía cạnh tế bào của cha Janssens đối với cơ chế trao đổi chéo nhiễm sắc thể, từ đó thu được kết quả khả quan khi tiến hành cuộc nghiên cứu về tính chất di truyền. Kể từ đó trở đi, rất nhiều nỗ lực được diễn ra liên quan đến trao đổi chéo, đặc biệt là công trình của nhà khoa học Wilson (1925), Sharp (1926-1943), Belar (1928), Guilliermond (1933), Darlington (1937) và Rhoades (1961).

Trong giai đoạn đệ nhất thế chiến, cha Janssens phải từ bỏ công việc giảng dạy ở Đại học Công giáo Louvain. Cha chuyển đến Wichelen, nơi ngài lắp đặt một phòng thí nghiệm tại nhà, và cho phép ra đời nghiên cứu quan trọng vào năm 1924 với tựa đề La chiasmatypie dans les insectes (Trao đổi chéo ở côn trùng). Trong những năm cuối đời, cha Janssens mắc bệnh ngặt nghèo và cuối cùng gần như mù lòa. Ngài qua đời ở Wichelen vào ngày 8.10.1924.

Năm 1953, Đại học Công giáo Louvain sáng lập phòng thí nghiệm di truyền F. A. Janssens. Hiện nơi này đổi tên thành Trung tâm Vi khuẩn và Gien di truyền thực vật.

HỒNG HOANG