Khám Phá Khoa Học 2013

Trong 100 câu chuyện khoa học năm 2013, 

tiếp theo 100 khám phá cách đây 4 năm: 

Vài khám phá Việt Nam nên chú ý hơn chăng ?

                          G S Tôn Thất Trình

1-    Cung cấp  tổng hợp thuốc trị sốt rét

Từ cây Thanh Cao (trái) tới di truyền mốc meo (yeast, ở giữa) tới  thuốc chống sốt rét (phải) 

 Đầu thập niên 2000, ký sinh trùng Plasmodium falciparium phát triển ra tính kháng  thuốc thường dùng để trị sốt rét là Choloroquine .  Hầu chống lại, Cơ quan Y tế Quốc tế  tuyên bố là cách trị tốt nhất sẽ là một phối hợp thuốc phát  xuất từ  thực vật – cây cỏ artemisin với các thuốc trị sốt rét  khác. Cốc ten- phối hợp đã làm ra một hửu hiệu khác biệt: chết chóc do bệnh sốt rét gây ra, mỗi năm  chừng 210 triệu người  trên thế giới, đa số là trẻ em, đã  giảm bớt hơn 25% kể từ năm  2000.  Tuy nhiên  mức cung nhất quán artemesinin , phát xuất từ cây thanh cao ( thảo cao hay chè nội - sweet wormwood , tên  la tinh  là  Artemesia annua lại có nồng lượng artesinin bất trắc, thay đổi tùy  khí hậu và các điều kiện điạ phương. Nay  một kỷ thuật  sinh học tổng hợp mới  sản xuất  ra artemisinin trong  lu –v ại , có thể trở thành một  tấm  đệm , tấm độn – buffer  hửu hiệu   chống lại những khủng hỏang tiềm thế  nguồn cung cấp artemesin.

          Nhắc lại là  thanh cao , lòai cho nhiều artemesin nhất  tên là Artemisia annua  L. là một lọai cỏ  như ngãi cứu, thơm,  nhất ( hàng ) niên  cao đến 1m ,  lá không lông, chùm tụ tán cao mọc ở ngọn , hoa đầu- capitulum cao  1.8 – 2 mm,  có lông xanh, nhiều giống mọc hoang ở các tỉnh  Cao Bằng , Lạng Sơn , Quảng Ninh… , nhưng nồng độ artemisin không nhiều và rất biến thiên. Việt Nam cũng tìm thấy  ở các tỉnh Hà Nam Ninh lòai cỏ nhất  niên  A. apicea Hance ( tên cũ là A. carvifolia Wall.) tên việt là Thanh cao Ngò- Hương cao, nhưng có thể không chứa artemisinin. Cũng trị sốt rét tốt như lòai A . annua  và nhiều loại bệnh khác như  nấm ngòai da , sán lãi , mô hôi trộm v.v… Việt Nam cũng định danh được nhiều lòai thanh cao khác như thanh cao biển , đầm lầy,  thanh cao chỉ - nhân trần cao- ngải cứu lá kim , thanh cao tay , thanh cao rồng, ngải cứu  rừng , ngải cứu đồng … , họ thực vật  Cúc – Asteraceae hay Compositae,  nhóm tông chi Genus  Ngãi cứu Artemisia cho lòai thuốc cứu , ngải cứu- mugwort , armoise chánh hiệu . Ngày  nay Trung Quốc vẫn là quốc gia  trồng nhiều thanh cao A . annua nhất,  cung  cấp artemisinin cho thế giới. Có lúc Việt Nam  khoe khoang là đã tuyễn chọn ra những giống thanh cao  chứa artemisinin còn nhiều hơn các giống du nhập Trung Quốc( ? ), nhưng không thấy phổ biến trồng ở đâu cả.  Các đồi núi cao Tây Nguyên hay Trường Sơn Đông-Tây, nơi sốt rét P. falciparum  hòanh hành dữ dội, có lẽ nên  khuếch trương mạnh mẽ trồng các giống thanh cao  chứa nhiều artemisinin  và sản xuất các phối hợp tốt bán tổng hợp cùng các đại công ty dược phẩm trong  nước hay ngọai quốc ?

      Cuộc du hành  trồng từ hột cây thanh cao đến khi thu họach chế biến ra artemisinin chậm rì. Ở Trung Quốc, nông dân gieo hột đầu năm  mà mãi đến  cuối hè mới thu họach.  Rồi phải chế biến, chiết trích artemisinin, gửi tới một công ty dược phẩm để làm thành các  thuốc phối hợp trị liệu. Tiến trình trung bình cần 18 tháng trời, và thời gian lâu dài này khiến giá cả thay đổi mạnh, gây ra nhiều xáo động cung cấp.  Chẳng hạn năm 2007, giá cả đã  lên xuống từ 200 dến 1000 đô la Mỹ một ki lô .

      Cho nên kỷ sư  sinh học Jay Keasling viện đại học UC Berkeley, bắt đầu phát triễn những phương cách mới mẽ  thay đổi di truyền mốc meo –yeast để sản xuất artemisinin.  Kealing nói : mục đích chúng tôi là ổn định nguồn cung cấp và giá sản xuất artemisinin thấp nhất. Thay vì thay đổi  một gen ( e) một lúc  như khi làm công nghệ di truyền cổ điển , ông đã sáng chế ra những cách thay đổi đại trà lề lối chuyễn hóa – metabolic pathways  của mốc meo  để sản xuất acid artemisinic có  thể chuyễn hóa dễ dàng thành artemisinin. Phương pháp này được xem là “ bán tổng hợp – semisynthethic”  vì giai đọan sản xuất acid là một tiến trình thiên nhiên .

    Công ty dược phẩm Sanofi mua môn bài kỷ thuật Keasling và tuyên bố bắt đầu sản xuất tháng tư năm 2013.  Công ty hy vọng  sản xuất 35 tấn dược phẩm artemisinin  năm 2013 và tăng dần lên khỏang 50 – 60 tấn một năm, kể từ năm 2014. Một số lượng theo công ty đủ chửa trị 80 – 150  triệu lần .

    Đơn giản thay đổi các nguồn cung cấp thiên  nhiên bằng các thay thế  tổng hợp  có thể là một cách sửa chửa mau lẹ đáng cố công. Thế nhưng các nhà chế tạo không sản xuất  đủ các thuốc bán tổng hợp,  hầu thay thế hòan tòan sản phẩm thiên nhiên, theo lời Macolm Cutler, cố vấn kỷ thuật  cho sáng kiến Hệ thống Bảo đảm Cung cấp Artemisinin bất vụ lợi WHO ( Cơ Quan Y tế Quốc tế ) tài trợ. Đưa vào thị trường hợp chất mới quá nhiều, cũng sẽ làm cho  giá cả thêm bất ổn định  và càng làm cho nguồn cung cấp artemisinin  thêm phần khó tiên đóan.  Cutler cảnh báo: “ nếu chúng ta làm lộn xộn nguồn cung cấp,  chúng ta có thể làm chết thêm nhiều người đó.” Cutler nói rằng  artemisinin bán tổng hợp phải bảo đảm đường vào thuốc khẩn thiết này và sẽ là một đại thắng đáng kể chống lại bệnh sốt rét.     

            Cuối năm  2013,  một thuốc chủng- vaccine mới do các nhà khảo cứu  của các Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ và nhiều nhóm khác nữa,  phát triễn và thử nghiệm  chích ngừa nhiều nồng lượng gân máu ( theo tĩnh mạch- intraveinously ). Thử nghiệm còn bé nhỏ năm 2013, nhưng đã bảo đảm 100% chống lại lòai ký sinh trùng giết người nhiều nhất. Khi phô bày  cho muổi mang sốt rét đốt, không một ai trong số  6 người  đã chích 5 nồng lượng thuốc chủng ngã bệnh cả, so với  3 trong số 9 người chích ngừa 4 nồng lượng ngã bệnh và 11 trong số 12 người không chích thuốc chủng. Hiện chưa rỏ ràng là các ảnh hưởng sẽ kéo dài bao lâu và cách chủng ngừa này có thực tiễn hay không.

2-     Viễn chuyễn hạt lượng- teleportation dữ liệu  qua chip  siêu dẫn , cần thiết cho tiến bộ  tính tóan hạt lượng – quantum computing .

Đây là một nhảy vọt  cho tính tóan hạt lượng. Einstein gọi nó là hiện tượng “hành động ma trơi cách xa – spooky action at a distance”.  Ngay nay các nhà vật lý học gọi nó là ùn tắc, vướng mắc – entanglement. Dù dưới từ nào đi nữa,  nhà mô tả  nói tới mối liên kết ma trơi giữa các hạt tử phụ nguyên tử - subatomic particles, hành động song đôi  dù khỏang cách giữa chúng xa bao nhau đi nữa.  Hiện nay, các nhà khảo cứu đã  tháo mở  vướng mắc để viễn chuyễn thông tin  tức khắc,  xa đến  hàng ngàn dặm Anh, hàng ngàn cây số.  Nhưng áp dụng thực tiễn nhất, có thể là ngành tính tóan hạt lượng , gọi tên như thế là vì  những máy computer này sẽ họat động đúng theo thể thức  vật lý học các hạt tử phụ nguyên tử  mệnh danh là cơ học hạt lượng – quantum mechanics .

         Các computer có thể viễn chuyễn  thông tin, cũng có thể  họat động theo  những cường độ mau lẹ  hơn các máy hiện hửu và thực hiện các nhiệm vụ  song song ,  một khéo léo cần thiết để  đánh vở  những mã số an ninh khó khăn nhất hay phân tích ngữ pháp  dữ liệu hệ gen- genomic data trong vòng vài phút, những nhiệm vụ các máy computers thông thường cần nhiều năm mới làm xong.

        Viễn chuyễn  thông tin trong phạm vi không gian giới hạn một máy computer  , tuy nhiên,  đặt ra một thách thức kỷ thuật cho đến nay . Tháng 8 năm 2013, các nhà vật lý học Thụy Sĩ  đã thành công viễn chuyễn thông tin 6 millimét giữa hai góc  một chip siêu dẫn làm bằng niobium , ngọc bích xa phia- sapphire và nhom - aluminium ;  chip siêu dẫn là khối xây cất căn bản cho máy computer hạt lượng .  Dữ liệu làm mã số  bằng cách thay đổi tình trạng năng lượng mạch vòng: Năng lượng cao  là các con số hai  đường– binary digit ( hay bit ) của số 1 và năng lượng thấp là giá trị  bit của  số không O – zero.

        Khoảng cách 6 mm có vẽ nhỏ mọn, nhưng đây là một kỳ công đáng kể,  khi dữ liệu làm mã số phải nhảy vọt giữa các vật liệu siêu dẫn đặc cứng rắn, theo lời trưởng nhóm Lars Steffen.  Đây là một nhảy vọt đủ sức giúp các máy hạt lượng hửu hiệu hóa. Mục đích kế tiếp của nhóm là làm viễn  chuyễn thông tin giữa hai chip khác nhau. một bước tiến có cơ giúp các máy chạy mau lẹ hơn nữa.

3-     Thế giới Vô biên, Không hề Chấm dứt – Worlds Without End

Sara Seager

Giữa thập niên 1990, khám  phá những thế giới xa hơn hệ thống mặt trời ( thái dương hệ ) chúng ta đã thay đổi hẳn ngành thiên văn học. The Sara Seager, hiện  nghiên cứu các hành tinh ngọai- exoplanets tại viện MIT, đọat giải Genius của  Cơ quan Mac Arthur năm 2013, thì cần có những dụng cụ, phương tiện mới,  mới khám phá ra được thế giới mới.Tỉ như gần đây nhất là Máy làm Hình ảnh Hành tinh Gemini Planet Imager ở Chí Lợi( Chili, Nam Mỹ Châu ). Máy này chận đứng ánh sáng sao – starlight , giúp chúng ta nhìn thấy trực tiếp được hành tinh và nghiên cứu khí quyễn nó.  Máy cũng sẽ gíup làm hình ảnh trực tiếp của các hành tinh khổng lồ cở Sao Mộc – Jupiterlike .  Vệ tinh Nghiên cứu  Hành tinh ngọai Nhất thời- The Transiting Exoplanet Survey Satellite ( TESS) sẽ phóng lên năm 2017,  sẽ nghiên cứu mọi khu trời cao xa, để tìm ra các thế giới  các ngôi sao M- stars  sáng trưng và gần nhất ( những sao lùn đỏ thông thường nhỏ hơn Mặt Trời và như vậy sẽ tiết lộ  bóng tỏa – shadows các hành tinh ném ra, nghĩa là chừng 500 000 ngôi sao.  Viễn vọng kính Không gian  James Webb Space Telescope  , phóng lên năm 2018 , sẽ giúp  nhìn vào các khí quyễn các hành tỉnh nhỏ bé này. Khi một hành tinh nào đó du hành trước mặt ngôi sao mìn , vài ánh sáng sao  đi ngang qua khí quyễn và một vài khí  của khí quyễn  để lại những chữ ký nổi bật về ánh sáng sao. Bằng cách tách rời ánh sáng sao khỏi ánh sáng hành tinh, chúng ta có thể xác định các phân tử của khí quyễn hành tinh  và tìm kiếm các khí phát sinh đời sống tỉ như oxygen, ozone và nước đái quỉ - ammonia

                 Đời sống Viễn vọng kính Không Gian Kepler sau khi hư hỏng, chết đi.

        

           Trong 4 năm, Viễn Vọng Kính Không gian Kepler đã quan sát hơn 100 000 ngôi sao, cố nhìn ra một dấu hiệu hết sức mờ nhạt một  hành tinh đang đi ngang qua . Tháng 5 năm 2005,  hai trong 4 bánh xe phản ứng nhằm  giúp viễn vọng kính nhắm chính xác đã hư hỏng,  khiến cho hai bánh còn lại không còn đủ sức ổn định dò ra các hành tinh ngọai,  quanh các ngôi sao sáng rực. Thế nhưng phân nữa dữ liệu của Kepler vẫn chưa được phân tích. Phần cuối này là nơi  các thế giới kích thước Trái Đất trên các qủi đạo sinh sống được,  có lẽ sẽ hiện ra, vì hể sứ mệnh càng dài và dữ liệu viễn vọng kính càng thu thập được nhiều hơn, thì các dấu hiệu  từ các hành tinh này càng mạnh mẽ hơn. Nhà khảo cứu chánh Bill Borucki thuộc Trung Tâm Ames Reasearch Center của NASA nói :  Sứ mệnh đang đi vào một giai đọan  kích thích lớn.        

 Năm ngóai 2012, đã tìm ra vài chi tiết lạ lùng cho khỏang 3500 thế giới  ngọai  lkiều , xa lạ. Sau đây là các hành tinh ngọai-exoplanet đáng kể  khám phá năm 2013 :

-          Kepler – 62 f:  Hành tinh đá này được xác định tháng tư năm 2013 kích thước cở Trái Đất hơn bất cứ thế giới nào khác tìm thấy ở vùng sinh sống được ; là vùng  quanh một ngôi sao nơi nước trên mặt không bị đông giá đi hay bị sôi chảy mất đi . “ Siêu Trái Đất – Super Earth” này chỉ lớn hơn Trái Đất  chúng ta 40% thôi.

-          HD 189733b:  “Sao Mộc nóng bỏng – Hot Jupiter “này đã được tìm thấy từ lâu, nhưng năm ngóai, Viễn Vọng Kính Không gian Hubble tiết lộ nó có màu xanh dương, thành quả của các chất tựa như gương ánh sáng phân lìa ở khí quyễn nó , rất nóng và quay cuồng .

-         Kepler -37b :  Đây là hành tinh ngọai nhỏ  nhất tìm thấy  quanh một ngôi sao giống như Mặt Trời,  vào tháng 2 năm 2013,  kích thước chỉ lớn hơn Mặt Trăng đôi chút .

-         Kepler -7b :  Tháng chín năm 2013, những phản chiếu ánh sáng mắt nhìn được cũng như với các tia hồng nội,  từ hành tinh nóng bỏng và đầy khí này, cung cấp bản báo cáo đầu tiên một lọai thời tiết ngọai ( xa lạ ): những đám mây về phía Tây và trời trong sáng phía Đông .

-         GJ 504b :   Đây là hành tinh ngọai nhẹ nhất làm hình ảnh trực tiếp được. Dữ liệu hồng nội từ Viễn vọng kính Subaru ở bang Hạ Uy Di –Hoa Kỳ, tháng 8 năm 2013,  gợi nó có màu đỏ magenta .

-         Kepler – 76b :  Mệnh danh là “ Hành tinh Einstein” , các nhà khảo cứu tìm thấy Sao Mộc nóng hổi này tháng 5 năm 2013., nhờ sử dụng một kỷ thuật căn bản là lý thuyết tương đối đặc thù  .Sức kéo trọng lực  của hành tinh nhgọai này trên ngôi sao mình sản xuất ra những ảnh hưởng sáng chói sao nho nhỏ và hình ảnh méo mó .

4-     Chạy đua chống trả dòng  cúm H7N9

Cấu trúc của H7N9 

  Khởi sự đâu đó ở Mông Cỗ hay bán đảo Triều tiên – Cao ly – Đại hàn. Các nhà khảo cứu không lấy gì làm chắc chẳn cả. Một chim nước di cư – migratory waterfowl, mang những dòng cúm đa dạng- multiple influenza strains , huých nhẹ  một chim khác, loài chim này  có một cốc ten cúm  khác biệt và các virus trao đổi những mảnh mã số di truyền  theo một tiến trình gọi là tái hài hòa – reassortment. Lúc đó, một dòng cúm  mới đáng lo ngại H7N9 phát sinh .

      Các nhà khảo cứu không biết chắc là khi nào tái hài hòa xảy ra  hay khi nào H7N9  xâm nhập  thị trường gia cầm ở miền Đông Trung Quốc, nhưng tháng hai năm 2013, nó nhảy vọt đến con người.  Tháng 10 năm 2013, Cơ Quan y tế Quốc tế - WHO  đã gom góp tài liệu  cho 137 ca H7N9 tại Trung Quốc và Đài Loan  với  45 người chết.

     Các dòng cúm thường hay đột biến và hai hòa lại, cho nên chích ngừa cúm mỗi năm là một tiến trình ức đóan rắc rối, phải đóan nhiều tháng trước là chúng ta phải đối đầu những virus nào? Nhưng H7N9 rất đặc biệt, vì đây là phối hợp các  protein  làm các nhà dịch tể học lo âu.  Các dòng H7 lén lút điển hình  gây ra viêm màng kết – conjunctivitis hay đau mắt đỏ -pinkeyes .  Ai đau mắt đỏ  không biết là mình bị lây nhiễm cúm. Thế nhưng các dòng N9 rất là mới  mẽ đối với con người.  Chưa bị lây nhiễm trước đó, có nghĩa là không có cơ may nào xây đắp miễn nhiễm cả.  Một virus mới mẽ có thể lan tràn trong dân gian làm chết chóc nhiều người. Cũng có chứng cớ rỏ ràng là H7N9  thu được mau lẹ  tính kháng các phép chữa trị chống virus hiện thời. Nếu một bùng nổ lớn xảy ra, các nhà chuyên môn y tế  có rất ít lựa chọn để chửa trị ai bị lây nhiễm.

    May thay, H7N9  hiện nay chưa lây truyền mạnh trên người, một khẩn thiết gây ra dịch tể khắp nơi. Đa số các ca tra khảo là thành quả tiếp xúc trực tiếp với gia cầm mhiễm bệnh. Tháng chín năm 2013, các nhà khảo cứu ở nhiều vị trí Hoa Kỳ bắt đầu các thử nghiệm trên người, một thuốc chủng tiềm thế H7N9. Tháng 10, một nhóm khác tìm ra một thực phẩm bổ xung có thể  làm mất hết H7N9 trong các thử nghiệm la bô. Tuy nhiên , cũng trong tháng 10,  hai ca H7N9 của mùa cúm 2013- 2014 đã được xác nhận ở Trung Quốc .

 

      5 – Làm trình tự Hệ gen Ô tít dơm – autism ( bệnh tự vùi minh vào cảm nghĩ mình ) 

 

Hệ gen Ô tít dơm – autism

         Không rõ ở nước nhà, bệnh ô tít dơm  có trầm trọng hơn không; chứ ở Hoa Kỳ  mấy năm nay có vẽ tăng thêm ở giới con em Việt Kiều . Các nhà khoa học đã làm trình tự  tòan thể những hệ gen của 32 trẻ em mặc bệnh ô tít dơm, tiết lộ  điều kiện nền móng di truyền bệnh một cách chi tiết chưa hề có.  Nghiên cứu xuất bản tháng 7 năm 2013 cho thấy là phân nữa các biến thiên – variants nối kết với lo lắng xã hội – social anxiety, động kinh – epilepsy ,  những dấu hiệu khác và triệu chứng bệnh ảnh hưởng tới tương tác xã hội, ngôn ngữ và cư xử . Phân tích cũng xác định 4 gen (es), chưa bao giờ biết là liên kết với ô tit dơm.

     Nhiều gen tuồng như  liên quan đến ô tít dơm  là bệnh có nhiều lọai phụ -subtypes. Một khi kỷ thuật phân tích tòan thể hệ gen  tiến bộ,  nhiều đột biến – mutations liên quan đến ô tít dơm sẽ được khám phá làm rỏ rệt hơn căn bản di truyền của bệnh, theo lời Stephen Scherer, một nhà di truyền học tại bệnh Viện Cho Trẽ em bị Bệnh tại TP Toronto ( thành phố kỷ nghệ lớn nhất Canada)  đã góp công vào nghiên cứu quốc tế này.

   6- Đính hiệu gen, nay mau lẹ hơn, rẽ tiền hơn và chính xác hơn

        

 Nếu một gen hư hỏng nào đó làm cho ai đau bệnh, thì tại sao chúng ta lại không hiệu đính  các  dịch bản  sai lạc chức năng và thêm vào đó những gen công hiệu?  Đó là ý nghĩa bên sau phép chửa trị bằng gen, nhưng phép này không tỏ ra tốt đẹp như hứa hẹn.   một điều đáng nêu ra là kiểm sóat nơi nào  gen đã được thêm vào hệ gen thật rất khó khăn và nhét gen  ngẩu nhiên, có thể làm gián đọan các gen khác làm sai lạc chức năng chúng hay gây ra ung thư.  Đồng thời các phương pháp hiệu đính gen hiện thời cũng không hòan tòan đóng cửa –shut down các gen xấu xa .

       Một kỷ thuật căn cứ  trên các hệ thống miễn nhiễm của vi khuẩn và archaea, một lọai  vi sinh vật khác, có thể nay mai cung cấp các giải pháp.  Những vi trùng này, chủ yếu  làm các  thuốc chích nhăn mặt – mug shot các virus  nguy hiểm  giữ lại trong DNA chúng,  tồn trữ những mảnh cắt nhỏ các gen ( es ) virus giữa  vài khúc lập lại-repeats segments,  theo một tiến trình  sinh học tự nhiên tên gọi là CRISPR , cụm lại đều đặn những lập lại xuôi ngược như nhau, cách xa nhau ngắn ngủi – chustered regularly  interspaced short palindromic repeats. Khi sử dụng CRISPR, các vi sinh vật đơn bào – single cell nhận ra các virus xâm lược và họat động hóa các protein, xé  tan DNA ra thành nhiều mảnh.

      Khởi đầu năm 2012, các nhà khảo cứu đã học được cách sửa đổi cơ chế này để nhắm mục tiêu các gen  không mong muốn, chính xác hơn là các virus. Nó hoạt động như thể một dao mổ  phân tử - molecular scalpel, theo lời  Rodolphe  Barrangu viện đại học  bang North Carolina, một trong số nhà khảo cứu đã khám phá ra  chức năng miễn nhiễm của CRISPR.  Sau khi các enzyms của CRISPR đã cắt DNA đúng vào nơi định làm, cơ chế sửa sang  lại bình thường của tế bào nhảy vào,  hầu  bỏ đi  gen xấu xa này hay làm dính  một gen mong muốn từ DNA mới các nhà khảo cứu đã thêm vào tế bào.

     Năm 2013 ,  CRISPR vượt qua hai thử nghiệm quan trọng : nó họat động  trong các tế bào người  và nó có thể nhắm vào nhiều gen một lúc. CRISPR  có thể dùng  lấy  đi những gen  chức năng sai lạc các bệnh tỉ  như bệnh Huntington , hay  sửa đổi mùa màng , cây cối làm nhiên liệu sinh học, mọi thứ đều mau lẹ hơn  và rẽ tiền hơn là các kỷ thuật đính hiệu khác .

   7- Tương lai tế bào gốc: các mầm  nuôi  trồng gan – liver buds cứu nguy

Ở Hoa Kỳ hiện nay đang có 16 000 người chờ đợi cấy gan. Nhưng vì thiếu thốn  các gan có thể sống được, có thể ít hơn  7000  người được thực hiện cấy gan năm 2013 . Tại Nhật, nạn thiếu thốn gan càng trầm trọng hơn nữa: số người cần gan mới 10 lần cao hơn  số người chết  có thể tặng dữ  một lá gan.

    Lỗ trống này đã kích động nhà sinh học tế bào gốc Takanori Takabe và các đồng nghiệp  ở Phân khoa Y khoa tái tạo – Deparment of Regenerative Medicine , viện đại học TP Yokohama Nhật Bổn,cố tìm một giải pháp thay thế. Năm nay, họ đã thành công làm ra những lá gan mini hay là mầm gan, từ các tế bào gốc trích từ da người và lập trình lại thành một tính trạng phát sinh phôi – embryonic.  Các tế bào gốc phát sinh phôi đáng chú ý vì chúng có thể biến thành những dạng của bất cứ lọai tế bào trong thân thể. Khi trộn lẫn cùng hai lọai tế bào khác, các tế bào gan nuôi trồng sơ khai tự tổ chức thành những cơ cấu 3 chiều, hòan tòan có các mạch máu. Thật tế, nhóm Takebe tái tạo lại tiến trình, trong đó một phôi người bắt đầu hình thành một lá gan có chức năng, họat động được .

       Cấy mầm gan người dài khỏang 5 mm vào một con chuột, phô bày rất nhiều chức năng của bộ phận trưởng thành, tỉ như chuyễn hóa đường và dược phẩm. Khi các nhà khoa học làm hư hỏng chính gan chuột, mầm gan người  vẫn giữ cho con chuột sống đến 2 tháng. Takebe nói: người nào đó bị hư gan sẽ cần một truyền pha hàng chục ngàn  mầm gan. Mãi cho đến khi nào các mầm gan có thể  tạo ra từ da  của mỗi cá nhân bệnh, các người nhận mầm sẽ phải trông cậy vào  các thuốc bải bỏ miễn nhiễm, hầu tránh khỏi đào thải, giống như khi họ cấy toàn thể cả một bộ phận vậy.

       Thay đổi các mầm gan, trong vòng 10 năm tới hay ngắn ngủi hơn nữa, sẽ dùng được trên người. Cách đây vài năm, báo chí Việt Nam đã  đăng tải là các nhà khảo cứu Việt Nam đã làm được các tế bào gốc từ da, phỏng theo phương pháp các nhà khoa học Ba Lan. Vậy nay có làm được các mầm gan theo lề lối Takebe không ?

    8 – Mức CO2 lên đến 400 ppm có đáng lưu tâm không ?

    

Tháng 9 năm 2013,  các dụng cụ  trên núi lữa Mauna Loa, Hạ uy Di đánh dấu cọc là  nồng lượng khí quyễn  CO2- carbon dioxide, lọai khí góp phần lớn nhất  vào hiện tượng hâm nóng địa cầu – global warming, đã  trên 400  phần triệu –ppm  đôi chút .  Peter Tans ,nhà khoa học chánh của Cơ quan Khí quyễn  và Đại dương Quốc Gia - Hoa Kỳ và bạn đồng nghiệp  Ralph Keeling, giám đốc chương trình CO2 ở Viện Đại dương Scripps, đã quan sát thấy rằng nồng lượng leo cao gần tới 400ppm,  một mức chưa từng thấy thiên niên kỷ  này. Họ nhận thức  khi đến con số tròn to lớn này là “ một cơ hội  nhắc nhở thế giới  là CO2 đang mau lẹ dâng cao và mức độ tăng cao trong thập niên vừa qua đã là mức cao nhất đã được ghi chép.”  Họ cũng dư biết là  “ báo chí đang nhìn qua vai chúng ta và lẽ nhiên sẽ tuyên bố điều này.”

    Thế cho nên Tans và Keeling quyết định là nói nó ra trước tiên, bằng cách tung ra một cặp  giải tỏa báo chí tháng 5 năm 2013. Báo chí thế giới nhảy xô vào, gọi mức 400 ppm là cột mốc  “dễ sợ” và “lo sợ lâu ngày rồi”.

     Nhưng có đúng như thế không ?

     Hâm nóng địa cầu là một tin tức giật gân phát biểu lần đầu tiên  mùa hè nóng  nực 1988, khi nhà khoa học khí hậu NASA James Hansen, nay đã nghĩ hưu, điều trần trước Quốc hội Hoa Kỳ là khuynh hướng không phải là  thành phần của thay đổi khí hậu tự nhiên , mà là thành quả của phát thải CO2 và các khí nhà kiếng khác do họat động con người gây ra. Lúc đó chúng ta đã vượt qúa 350 ppm. Cho nên mùa xuân năm 2013,  gần tới 400 ppm  có thể xem là một  ngưỡng cửa mới đáng kể, mức đầu tiên chúng ta đạt tới kểtừ khi thay đổi khí hậu bắt đầu được thường xuyên đăng trang nhất. 

       Nhưng tượng trưng này là luôn cả hai phương diện nhân tạo và mờ nhạt .  Trên căn bản,  không có gì thay đổi ở hệ thống khí hậu Trái Đất  khi chúng ta đụng tới mức 400 ppm. Tans nhấn mạnh : “ Nó không khác biệt gì với mức 390  hay 410”. Và ngay cả khi các dụng cụ ở Hạ Uy Di chứng tỏ là chúng ta đã đến cột mốc, trung bình nồng độ tòan cầu CO2 lại thấp hơn vài điểm . Vì chưng Hạ Uy Di ở Bắc Bán Cầu, nơi đa số C02 từ đốt cháy nhiên liệu hóa thạch đến đó.  Càng làm cho mọi điều mờ nhạt hơn nữa, nồng lượng CO2 ở Ha Uy Di mau lẹ rơi xuống dưới 400 ppm, khi cây  cối Bắc Bán Cầu xanh tươi thêm vào mùa tăng trưởng, lại hấp thu thêm CO2 qua hiện tượng quang tổng  hợp - photosynthesis .

   Trong dài hạn, C02 tiếp tục tăng thêm, khiến thêm nguy hiểm mực nước biển dâng lên và phá hủy các mô hình thời tiết. Nhưng sẽ cần vài năm, mãi đến năm 2016, theo Tans ước tính,  mức CO2 tòan cầu trung bình mới cao hơn 400 ppm. Theo James White, một nhà  khí hậu học cỗ xưa tại viện đại học Colorado,  400 ppm  là một đánh đấu dặm đường bạn đã đi qua trên quốc lộ liên bang – interstate , khi bạn bay 60 dặm Anh- mph một giờ ngang đó .  Và ông đưa ra vài nghi ngờ con đường đang tiến tới.Chúng ta đã đánh văng cửa ở mức 400. Ông không ngạc nhiên nếu chúng ta đến mức 800. “ Đây là cột mốc mới to lớn và  thế giới trên căn bản sẽ khác hẳn.”  Trải qua nhiều thế kỷ, số lượng CO2 khí quyễn này sẽ hâm nóng đủ khiến  mọi nước đá đông gíá sẽ chảy tan trên lục dịa và đưa mực nuớc biển cao thêm 80 msheeters, đủ  làm chìm hết cá quốc gia Bangladesh  và hầu như tòan thể  bang Florida- Hoa Kỳ.    

 

9-Máy phóng đại đa chiều-Amplituhedron tạo hình dạng tương lai cho vật lý học ?  

    

Các nhà vật lý học từ lâu đã phải vật lộn để hiểu chính xác cái gì đã xảy ra khi các hạt tử phụ nguyên tử đụng nhau.  Nhiều chục năm qua,  dụng cụ tốt nhất liên hệ đến các phác họa căn bản  tên gọi là các biểu đồ Feyman diagrams  cho mỗi thành quả có cơ xảy ra . Trong mọi kịch bản đơn giản nhất , phương pháp này tốn nhiều trang giấy  hình vẽ và các phương trình .  Một cách nhìn sâu bên trong máy điện tóan, năm 2004 , đã  giảm rất nhiều trang giấy cần thiết để mô tả một đụng độ  và những công thức mới này phối hợp rất nhiều đồ biểu Feynmans thành một mớ tóan học  rối lọan xạ.  Năm ngóai, Niam Arkani –Hamed, nhà vật lý học viện đại học Princeton , đã phân tích các công thức tìm kiếm phương cách tốt hơn đơn giản hóa những tính tóan hạt lượng này . Ông chỉ sử dụng cây viết và giấy để khám phá ra một lọai hình dánh hình học gọi là máy phóng đại đa chiều amplituhedron, một lọai  ám chỉ tới một thể thức mới  nhìn vào vũ trụ.

      Arkani – Hamed lưu ý là công thức  có thể  xếp đặt lại và vẫn trả lời được như cũ. Như các nhà cổ sinh vật học- palaeontologistas   chải đi hết mọi dơ bẩn để làm lộ diện một hóa thạch,  ông và các đồng nghiệp  tìm ra những mảnh  của hình dạng trong  tóan học, những mảnh này   ráp lại nhau thành ra  một máy phóng đại đa chiều, có nhiều hướng .  Các  chiều hình dáng – bề dài,  bề rộng, bề cao và các thông số khác ( cho nên gọi là đa chiều - multidimensional ) -  đại diện thông tin về các hạt tử đụng độ  và phương trình  mô tả thể tích  cũng mô tả luôn  các hạt tử  trổi lên từ cuộc đụng độ.  Thành quả này  hay thể tích  là từ duy nhất  đóng  trọn không gian kích thước một khăn ăn.

         Khác những phương pháp khác cũ hơn thám hiểm  các đụng độ hạt tử , máy phóng đại đa chiề amplituhedron không bắt rễ trên một thế giới , nơi hạt tử khởi sự ở một vi trí  và một thời gian trước khi di chuyễn đến vị trí khác và lúc khác. Có nghĩa là hình dạng này không hiện diện  trong không gian – thời gian, nó  không dựa vào ý niệm   của vũ trụ các nhà vật lý học lý thuyết  nghi ngờ rằng có thể sai lầm.  Khi họ cố dệt lại nhau những  lực đại trà và kích thước nhỏ bé , tỉ như trọng lực  và những lực khiến các  nguyên tử dính vào nhau,  giả thuyết không gian – thời gian  dẫn tới những mâu thuẩn  tóan học,  một chứng cớ là điều gì đó đã sai với những giả thuyết khoa học hiện hửu về vũ trụ.  Arkani – Hamed nói:  “ chúng ta đã biết nhiều chục năm rồi là không gian -thời gian đã bị kết án. Chúng ta đã biết  nó không ở đó, trên dịch bản kế tiếp của vật lý học.”  Dù rằng các dụng độ máy amplituhedron  mô tả   vẫn còn xảy ra trong không gian – thời gian , chính ngay vật thể đã  lọt ra ngòai , cung cấp một cách có thể làm được  tưởng tượng một thế giới  không do vải này dệt thành.

        Hình dạng mới,  kích thích tòmò , theo lời  Lance Dixon , nhà vật lý học tiền phong  về lảnh  vực các hạt tử đụng độ nhau , nhưng Dixon cảnh báo  là cho đến nay , chỉ có thể mô tả hạt tử đụng độ trong thể thức một dịch bản  đơn giản  của lý thuyết hạt lượng , các thành quả chưa  chuyễn dịch ra  thế giới thật sự được .  Arkani – Hamed nhìn nhận nó là “ một thí dụ em bé- baby example”  . Ông gọi nó là “bước tiến số không -  step zero”  trong cuộc du hành  tạo ra một lọai vật lý học mới , một dự án sánh ngang khám phá ra chính  ngay cả các dụng độ hạt tử cái nhiên ( có thể xảy ra ). Hiện nay , amplituhedron cống hiến một ngụ ý  là thế giới mới lạ lùng sẽ như thế nào .    

    10- Thiên thạch rơi xuống ở Chelyabinsk – Nga

       

Khỏang 9 giờ 20 sáng- giờ địa phương, ngày 15 tháng hai năm 2013,  một banh lữa sáng hơn Mặt Trời  trải dài trên không gian gần Chelyabinsk,  miền Tây Nam Xibêria nước Nga.  Nó nổ tan nữa phút sau, tạo ra một  làn sóng- sốc mạnh mẽ, phá hũy 4000 xây cất, đập vỡ tan chừng 328 000 bộ Anh vuông( #3166 m2 ) cửa sổ. Gương bể bay tung tóe làm hơn1500 người bị thương .

       Tàn phá  là thành quả   một vì sao nhỏ- asteroid  tiến vào khí quyễn Trái Đất  ở biên cương Nga/ Kazakstan , khỏang 60 dặm Anh( # 97km ) phía Nam thành phố . Nhiệt lượng cường điệu tạo ra , khi vì sao rơi rụng tự do theo tốc độ 42 000 dặm Anh một giờ - mph( #68 000km ) khiến nó nổ tung giữa không trung . Mọi năng lượng vụ nổ đụng nhằm thành phố Chelyabink , 14.5 dặm Anh ( # 22.3 km ) phía dưới .

      Sau khi tái xét tốc độ  và các dữ liệu kháng của tảng đá không gian này , các nhà khảo cứu NASA ước lượng  là năng lượng của nó tương đương gần bằng  30 quả bom nguyên tử dội xuống Hiroshima- Nhật năm 1945.  Họ cũng ước lượng là vì sao có  đường kính là 59 bộ ( 17,7 m ) và cân năng 11 000 tấn .  NASA theo dấu các vì sao  chạy ngang qua  Trái Đất nhờ Chương Trình Quan Sát các Vật Thể Gần Trái Đất , đã theo dấu lối mòn trái banh lữa chạy qua , tiết lộ nó đúnglà  thành quả của  một vì sao lạc đường, không phải là  một sao chổi hay  là những mảnh vở không gian khác.

           Đa số  các vì sao nằm trong “đai – belt” giữa Sao Hỏa – Mars và Sao Mộc – Jupiter , nhũng  vì sao này chứng tỏ  chúng  có thể rất nguy hiểm,  khi chúng đến đủ gần.  May thay, ảnh hưởng  lâu dài nhất  của cuốc tiến sát gần hành tinh này ( phá hủy tan hoang nhất  kể từ khi  Tunguska  đụng năm 1908 )  lại có cơ làm công chúng  tái  tụ điểm  trên các tảng đả -thiên thạch không gian nguy hiểm này.

11 – Bạn đã sẳn sàng dành thời giờ xem vô tuyến nhiều nhất- prime time , đón mời các con số nguyên tố- prime number chưa ?

      Mấy ngày rày , ở Hoa Kỳ báo chí Việt Kiều  nêu danh một số nhà tóan học trẻ tuổi Việt tuyễn dụng dạy tóan ở các đại học Hoa Kỳ.  Sau đây là công trình  của YiTang Zhang, viện đại học New Hampshire và  Harald Helfgott , trường  Cao đẳng Sư phạm – Ecole Normale Superieure  de Paris, trường  còn khó được tuyễn vào học, có khi còn  khó hơn cả trường Bách Khoa – Polytechnique nữa. M ột trong những thí sinh  hãn hửu tốt nghiệp trường là “ Thạc sĩ Ngữ Pháp” gs Phạm Duy Khiêm,   anh của nhạc  Phạm Duy ( ? ), nỗi danh cùng thời với các tiến sĩ Nguyễn Mạnh Tường, kỷ sư cầu cống Bách Khoa Pháp Hòang Xuân Hãn …

       Cả hai vào tháng 5 năm 2013  đã tìm ra những giải đáp nữa vời  cho bài tóan căn bản   về  các con số nguyên tố, chưa có giải đáp từ nhiều thế kỷ qua .  Số nguyên tố - prime numbers là- các con số chỉ chia được với số 1 và số chính ngay mình, tỉ như 5 , 11 hay 37 -   giống như  những nguyên tử ngành tóan học.  Mọi con số này tạo ra bằng các nhân những khối xây dựng cùng nhau .  Nhưng cái gì sẽ xảy ra  khi cọng thêm một số với số nguyên  tố ?  Vậy chớ  tổng cọng có là số nguyên tố không? Và ngược lại khi nào một con số là tổng cọng một cọng số nguyên tố .

     Để tưởng tượng giảp đáp cho câu hỏi thứ nhất , hãy bắt đầu cọng thêm số 2 vào  số nguyên tố. Khi tổng số  cọng cũng là số nguyên tố, cặp này có tên  là “số nguyên tố sinh đôi – twin prime”, tỉ như 5 và 7 .  Khi các con số lớn hơn,  các số nguyên tố trở nên hiếm có.   Bạn có thể chờ đợi khỏang cách giữa  chúng tăng trưởng cũng kiên định lớn hơn,  cho nên  những số nguyên tố sinh đôi quá lớn có thể không bao giờ xảy ra.  Tuy nhiên tính trạng “  phỏng đóan nguyên tố sinh đôi – twin primes conjectures”  danh vang nhưng chưa chứng minh là  các số nguyên tố khác nhau bằng số 2  vô hạn định , dù bạn có đếm - tính tóan sâu xa đi mấy nữa, bạn không bao giờ chạy hết số nguyên tố sinh đôi cả . Một phỏng đóan  liên quan và tổng quát hơn,  gợi ý rằng có thể có vô hạn định rất nhiều cặp số nguyên tố , khác  biệt nhau bằng 4 ,  bằng 6 , hay bất cứ bằng số chẳng  - any  even number nào.

     Nhưng phỏng đóan  là tất cả  khi vào ngày 13 tháng 5 năm 2013 , khi một nhà tóan học chưa ai biết tiếng là Yitang Zhang,  xé rách  trầm trọng phỏng đóan các số nguyên tố sinh đôi.  Trong một cuộc nói chuyện tại đại học Harvard , ông trình bày  chứng cớ  về phỏng đóan liên hệ và tổng quát  là các con số nguyên tố  tăng lên hướng về vô tận, khỏang cách giữa chúng chống lại hiểu biết  theo trực giác– counter intituively,  không luôn giống như nhau :  dù cách nào các con số nguyên tố  lớn đến thế nào đi nữa,  bạn luôn tìm thấy những cặp  khác biệt nhau lớn hơn hết là 70 triệu .  Đáng công nhận 70 triệu là con số lớn hơn 2 nhiều, cho nên phỏng đóan các số nguyên tố sinh đôi  vẫn còn chưa có giải đáp . Nhưng Zhang  thiết lập lần đầu tiên  bước tiến  ( và siêu khó khăn )  cần thiết, trải dài giữa  các  con số nguyên kế tiếp nhau, không tăng trưởng mãi hướng về vô tận.

       Cùng ngày Zhang  trổi dậy từ bóng tối tiết lộ chứngcớ đáng kinh ngạc, Harald Helgottt  đập rạn nứt một vấn đề  lẫn tránh danh tiếng khác liên hệ tới các con số nguyên tố, một biến thiên của phỏng đóan Goldbach , tuyên bố  là mọi số  chẳng (đều nhau) lớn hơn 2 là số cọng của  hai số nguyên tố ( chẳng hạn 16= 5+11 ) . Thay vào đó , Helfgott  nêu ra một chứng cớ của “ phỏng đóan số lẽ, lạ lùng Goldbach”  cho rằng mọi con số lẽ lạ lùng trên 5 là cọng số của ba số nguyên tố (19=3+5+11 ).  Đây là một bước tiến  quan trọng  đúng hướng , vì lẽ phỏng đóan Goldbach tòan diện  bao hàm  dịch bản số lẽ : nếu bạn lấy một số lẽ ( chẳng hạn số 19 ) , trừ đi số nguyên tố 3 ( như vậy bạn còn 16 ) và áp dụng phỏng đóan Goldbach với con số chẳng thành quả ( 16= 5+11 ).

       Trong lúc chứng cớ Helfgott không giải quyết tòan thể phỏng đóan , được xem là khó khăn hơn , nó  chói rực một ánh sáng về lối múa nhảy phức tạp  các số nguyên tố thu hút vào.  Nay ,  thì phỏng đóan tòan diện , song song  với phong đóan hầu như nhưng chưa hòan tòan chứng minh của Zhang  về các số nguyên tố sinh đôi , vẫn còn là một công việc béo bở, đọa đày cho các nhà tóan học tươnglai .                

    

         (chiếu theo tuần san Khám Phá – Hoa Kỳ, số tháng Giêng- Hai 2014 )

         ( Irvine – Nam Ca Li – Hoa Kỳ, ngày 21 tháng 12 năm 2013 )