Ba nhà nghiên cứu gồm Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal và K. Barry Sharpless đã được Trao Giải Nobel Hóa học 2022 vì những tiến bộ của họ trong "hóa học click và hóa sinh trực giao" (click chemistry and bioorthogonal chemistry), đóng một vai trò trong chẩn đoán và điều trị bệnh.

Giải Nobel Hóa học 2022 tôn vinh và ghi nhận những đột phá trong ngành hóa học với việc làm cho các quy trình từ phức tạp trở nên đơn giản hơn và dễ dàng hơn. Barry Sharpless và Morten Meldal đã đặt nền móng cho một dạng chức năng của hóa học - hóa học click (click chemistry) - trong đó các khối kiến thiết phân tử kết hợp với nhau một cách nhanh chóng và hiệu quả. Carolyn Bertozzi đã đưa hóa học click lên một tầm cao mới và bắt đầu sử dụng nó trong các cơ thể sống.

Các nhà hóa học từ lâu đã mong muốn tạo ra các phân tử ngày càng phức tạp. Trong các nghiên cứu dược phẩm, điều này thường liên quan đến việc tái tạo nhân tạo các phân tử tự nhiên có đặc tính y học, nhằm đưa đến nhiều cấu trúc phân tử tiềm năng, nhưng chúng thường tốn thời gian và rất tốn kém để sản xuất.

“Giải thưởng Nobel Hóa học năm nay đề cập đến những vấn đề nghiên cứu không quá phức tạp, thay vào đó là những nghiên cứu giản đơn hơn. Các phân tử chức năng có thể được tạo ra thậm chí chỉ bằng cách đi theo một lộ trình đơn giản”, Johan Åqvist, Chủ tịch Ủy ban Nobel Hóa học, cho biết.

Barry Sharpless - nhà khoa học lần thứ 2 được trao giải Nobel Hóa học - là người tiên phong phát triển phương pháp này. Vào khoảng năm 2000, ông đã đưa ra khái niệm về hóa học click, là một dạng hóa học đơn giản và đáng tin cậy, trong đó các phản ứng xảy ra nhanh chóng và tránh được các sản phẩm phụ không mong muốn.

Không lâu sau đó, Morten Meldal và Barry Sharpless - hai nhà khoa học độc lập với nhau - đã trình bày thứ mà ngày nay là viên ngọc quý của hóa học click đó là phản ứng cộng đóng vòng azide-alkyne xúc tác bằng đồng. Đây là một phản ứng hóa học sáng tạo rất hiệu quả và đơn giản, đang được sử dụng khá rộng rãi. Trong số nhiều ứng dụng khác, nó được sử dụng trong việc phát triển dược phẩm, lập bản đồ ADN và tạo ra các loại vật liệu phù hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau.

Carolyn Bertozzi đã đưa hóa học click lên một cấp độ mới. Để lập bản đồ các phân tử sinh học quan trọng nhưng khó nắm bắt trên bề mặt tế bào - các glycans - bà đã phát triển các phản ứng click để nghiên cứu bên trong cơ thể sống. Các phản ứng hóa sinh trực giao (bioorthogonal) của bà diễn ra mà không hề làm gián đoạn quá trình hóa học bình thường của tế bào.

Những phản ứng này hiện được áp dụng trên toàn cầu để khám phá tế bào và theo dõi các quá trình sinh học. Khi sử dụng các phản ứng hóa sinh trực giao, các nhà nghiên cứu đã cải thiện được khả năng nhắm mục tiêu của dược phẩm ung thư, hiện đang được thử nghiệm trong các thử nghiệm lâm sàng.

Hóa học click và phản ứng hóa sinh trực giao đã đưa hóa học vào kỷ nguyên của “thuyết chức năng”. Điều này đang mang lại lợi ích lớn nhất cho loài người.

P.T.T (NASATI), theo https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/press-release/, 5/10/2022