9 phút đọc
Ngày 7/10/2026, Ủy ban Nobel đã chính thức vinh danh hai nhà nghiên cứu Henri B. Kagan (Pháp) và Kenso Soai (Nhật Bản) với giải Nobel Hóa học năm 2026. Phát hiện mang tính lịch sử của họ không chỉ làm thay đổi hoàn toàn bộ mặt của ngành tổng hợp hữu cơ, mà còn cung cấp những manh mối khoa học quan trọng giúp loài người tiệm cận gần hơn tới lời giải cho một trong những bí ẩn hóa học lâu đời nhất: Tại sao sự sống lại mang tính bất đối xứng?
Bí ẩn thế kỷ về tính “bất đối xứng” của phân tử sự sống
Trong tự nhiên, một hiện tượng vô cùng kỳ lạ luôn tồn tại: nhiều phân tử có cấu trúc giống hệt nhau về thành phần hóa học nhưng lại tồn tại ở hai dạng đối bản qua gương – tương tự như bàn tay trái và bàn tay phải của con người. Dù trông có vẻ đối xứng, hai dạng phân tử này không thể chồng khít hoàn toàn lên nhau. Khi các nhà khoa học tiến hành tổng hợp hóa chất trong phòng thí nghiệm thông thường, các phản ứng hóa học có xu hướng tạo ra một hỗn hợp cân bằng tỉ lệ 50% “tay trái” và 50% “tay phải”.
Thế nhưng, sự sống trên Trái Đất lại thể hiện một sự “thiên vị” tuyệt đối đến kinh ngạc. Toàn bộ axit amin cấu tạo nên protein trong cơ thể người hầu như chỉ tồn tại ở dạng “tay trái”, trong khi chuỗi xoắn kép ADN luôn xoắn theo chiều của dạng “tay phải”. Suốt hơn một thế kỷ qua, câu hỏi tại sao tự nhiên chỉ chọn duy nhất một dạng phân tử phản chiếu để kiến tạo nên sự sống luôn là một bài toán hóc búa không có lời giải đáp thỏa đáng.
Sự kiên trì của Giáo sư Henri B. Kagan và Giáo sư Kenso Soai qua nhiều thập kỷ nghiên cứu đã từng bước bóc tách bí ẩn này. Những khám phá độc lập của hai ông chứng minh rằng, chỉ cần một sự mất cân bằng cực kỳ nhỏ ban đầu cũng có thể được khuếch đại mạnh mẽ thông qua các phản ứng hóa học, cuối cùng dẫn đến việc tạo ra duy nhất một dạng phân tử chiếm ưu thế tuyệt đối.
Giáo sư Henri Kagan và bước ngoặt từ “hiệu ứng phi tuyến”
Sinh năm 1930 tại Boulogne-Billancourt (Pháp), Giáo sư Henri Kagan từng theo học tại Đại học Sorbonne trước khi nhận bằng tiến sĩ từ College de France vào năm 1960. Ông đã dành gần 40 năm làm việc và cống hiến tại Đại học Paris-Sud (hiện nay là Đại học Paris-Saclay), trở thành một trong những nhà khoa học tiên phong mở đường cho lĩnh vực xúc tác bất đối xứng – phương pháp sử dụng các chất xúc tác đặc biệt để ưu tiên tạo ra một dạng phản chiếu cụ thể của phân tử.
Đóng góp lớn đầu tiên của Giáo sư Kagan là việc phát triển DIOP, một phối tử đối xứng có cấu trúc hình dạng đặc biệt. Khi DIOP liên kết với chất xúc tác kim loại rhodium, hệ thống này cho phép các phản ứng hóa học tạo ra dạng phân tử mong muốn với hiệu suất và tỉ lệ vượt trội. Công trình này sau đó đã truyền cảm hứng và đặt nền móng cho nhiều thế hệ nhà hóa học phát triển các chất xúc tác ứng dụng trong phản ứng hydro hóa bất đối xứng cùng hàng loạt quy trình sản xuất dược phẩm hiện đại.
Tuy nhiên, cột mốc đưa ông tới giải Nobel danh giá lại nằm ở khám phá công bố vào năm 1986 liên quan đến “hiệu ứng phi tuyến”. Trước thời điểm đó, giới khoa học luôn mặc định rằng độ bất đối xứng của sản phẩm cuối cùng sẽ tỉ lệ thuận trực tiếp với độ tinh khiết bất đối xứng của chất xúc tác được sử dụng. Giáo sư Kagan đã chứng minh một nghịch lý đầy kinh ngạc: mối quan hệ này là phi tuyến tính. Một sự chênh lệch rất nhỏ về tính bất đối xứng trong chất xúc tác ban đầu cũng đủ sức tạo ra một sản phẩm có tính bất đối xứng với lượng dư thừa cực lớn. Phát hiện này mang lại cho ngành hóa học một phương pháp thực tiễn để khuếch đại sự mất cân bằng phân tử, đồng thời mở ra một góc nhìn hoàn toàn mới về cách thức các chất xúc tác tương tác với nhau trong quá trình phản ứng.
Giáo sư Kenso Soai với phản ứng tự sao chép kỳ diệu
Nếu như công trình của Giáo sư Kagan chứng minh lý thuyết khuếã đại phi tuyến, thì Giáo sư Kenso Soai lại hiện thực hóa điều đó bằng một hệ thống hóa học tự vận hành đáng kinh ngạc. Sinh năm 1950 tại Hiroshima (Nhật Bản), Giáo sư Soai nhận bằng tiến sĩ hóa học tổng hợp từ Đại học Tokyo vào năm 1979 dưới sự dẫn dắt của nhà hóa học nổi tiếng Teruaki Mukaiyama. Sau thời gian làm việc cùng chuyên gia hóa học lập thể Ernest Eliel tại Đại học North Carolina ở Chapel Hill (Mỹ), ông trở về Nhật Bản gia nhập Đại học Khoa học Tokyo vào năm 1981, nhận học vị phó giáo sư năm 1986 và chính thức trở thành giáo sư vào năm 1991.
Với mục tiêu tạo ra một phản ứng mà sản phẩm sinh ra có thể tự đóng vai trò làm chất xúc tác để tạo ra thêm chính nó – hiện tượng được gọi là “tự xúc tác bất đối xứng” – Giáo sư Soai đã kiên trì theo đuổi hướng đi đầy thách thức này. Khi một lượng nhỏ phân tử thuộc một dạng xuất hiện, nó lập tức đóng vai trò là chất xúc tác để đẩy nhanh quá trình sinh ra các phân tử cùng loại, làm gia tăng sự mất cân bằng ban đầu sau mỗi chu kỳ phản ứng lặp lại.
Vào năm 1995, Giáo sư Soai công bố phản ứng đầu tiên thành công trong việc tạo ra sản phẩm cuối cùng gần như chỉ gồm một dạng phản chiếu duy nhất. Đến năm 2003, ông đã nâng tầm nghiên cứu khi thực hiện thành công phản ứng xuất phát từ những nguyên liệu ban đầu hoàn toàn không có tính bất đối xứng, nhưng sản phẩm thu được lại đạt độ tinh khiết bất đối xứng tuyệt đối lên tới 99,99%. Quy trình này được thế giới biết đến với tên gọi “phản ứng Soai”, trở thành một trong những minh chứng kinh điển và nổi tiếng nhất trong lịch sử hóa học hữu cơ.
Tác động thực tiễn đến ngành dược phẩm và câu hỏi còn bỏ ngỏ
Sự kết hợp giữa lý thuyết hiệu ứng phi tuyến của Giáo sư Kagan và minh chứng thực tế từ phản ứng tự xúc tác của Giáo sư Soai đã thay đổi hoàn toàn thế giới quan của các nhà khoa học về cách tính bất đối xứng phân tử được tạo ra, củng cố và lan truyền. Khám phá này mang lại giá trị thực tiễn vô cùng to lớn đối với đời sống con người, đặc biệt là trong công nghệ dược phẩm.
Trong y học, cấu trúc đối xứng gương của phân tử thuốc có ý nghĩa sống còn. Một dạng phân tử phản chiếu có thể mang lại hiệu quả điều trị bệnh mong muốn, nhưng dạng phản chiếu “gương” của nó lại hoàn toàn vô hại, không có tác dụng, hoặc thậm chí gây ra những độc tính và tác dụng phụ ngoài ý muốn cho cơ thể. Nhờ có các công trình của hai giáo sư, các nhà hóa dược ngày nay đã có thể thiết kế các quy trình phản ứng chọn lọc cao để sản xuất các loại thuốc điều trị, chất tạo hương liệu và các nguồn vật liệu tiên tiến một cách an toàn và hiệu quả hơn rất nhiều.
“Giải Nobel Hóa học năm nay vinh danh khám phá mang lại tầm ảnh hưởng sâu rộng trong suốt nhiều thập kỷ qua. Giải thưởng này là một lời nhắc nhở rằng những tiến bộ mang tính bước ngoặt thường bắt nguồn từ các nghiên cứu kiên trì, xuất phát từ lòng hiếu kỳ thuần túy, và giá trị thực sự của phát hiện khoa học nền tảng có thể phải mất nhiều năm, thậm chí nhiều thập kỷ, mới được ghi nhận và đánh giá đầy đủ”, David Pendlebury, trưởng bộ phận phân tích nghiên cứu tại Viện Thông tin Khoa học của công ty Clarivate, chia sẻ.
Dù đã mang lại những bước tiến khổng lồ cho khoa học hiện đại, công trình của Giáo sư Henri Kagan và Giáo sư Kenso Soai vẫn để lại một câu hỏi lớn mà nhân loại chưa thể giải đáp trọn vẹn: Đâu là tác nhân vật lý hoặc hóa học ban đầu trong vũ trụ đã tạo ra “mầm mống” mất cân bằng đầu tiên để từ đó các phản ứng tự khuếch đại này diễn ra, hình thành nên một thế giới sinh học bất đối xứng như ngày nay? Câu trả lời cho nguồn gốc tối cổ của sự sống vẫn là một hành trình dài đang chờ đợi các thế hệ nhà khoa học tương lai tiếp tục khám phá.
Nguồn tham khảo: Xem bài gốc
