GS María Esperanza Martínez-Romero: Xây dựng đội ngũ nhà khoa học giỏi là khoản đầu tư quý giá!
GS María Esperanza Martínez-Romero, chủ nhân giải VinFuture 2025 dành cho nhà khoa học đến từ các nước đang phát triển cho rằng việc xây dựng đội ngũ nhà khoa học giỏi luôn là một khoản đầu tư quý giá cho bất kỳ quốc gia nào.
Giải đặc biệt VinFuture 2025 dành cho nhà khoa học đến từ các nước đang phát triển đã vinh danh GS María Esperanza Martínez-Romero (Mexico), vì những tiến bộ trong nghiên cứu sinh thái vi sinh vật và cơ chế cố định nitơ cộng sinh tại các hệ sinh thái nhiệt đới.
Bà đã phát hiện và mô tả nhiều loài Rhizobium mới, góp phần mở rộng hiểu biết về phân loại vi sinh vật và tương tác cây – vi sinh trong nông nghiệp, mở ra hướng nghiên cứu mới về cộng sinh vi khuẩn-cây trồng, có tác động sâu rộng đến nông nghiệp bền vững trong bối cảnh nguồn lực hạn chế. Phát hiện sớm về Rhizobium tropici của bà đã mở ra một hướng nghiên cứu hoàn toàn mới về vi khuẩn cố định nitơ thích nghi với môi trường nhiệt đới.
Sau lễ vinh danh, GS María Esperanza Martínez-Romero đã chia sẻ thêm về công trình nghiên cứu của mình.
VinFuture là giải thưởng ý nghĩa nhất
- Xin bà cho biết cảm xúc của mình khi lần đầu tiên đặt chân đến Việt Nam và được vinh danh bởi giải thưởng VinFuture?
GS María Esperanza Martínez-Romero: Tôi nghĩ đây là điều tuyệt vời nhất từng đến với mình. Tôi đã nhận nhiều giải thưởng trước đây, nhưng tôi cho rằng đây là giải thưởng ý nghĩa nhất.
Tôi nói “ý nghĩa nhất” vì nó đến từ một quốc gia đang phát triển, giống như đất nước tôi, và các bạn đang nỗ lực mạnh mẽ để thúc đẩy khoa học. VinFutue là một sáng kiến tuyệt vời, tôi tin rằng nó sẽ tạo ra ảnh hưởng không chỉ ở hiện tại mà còn đối với những thế hệ tiếp theo, những người sẽ tiếp tục con đường nghiên cứu.
- Giáo sư có thể chia sẻ một chút về những nghiên cứu của mình?
GS María Esperanza Martínez-Romero: Trong nhiều năm qua, tôi đã nghiên cứu về sự đa dạng của vi khuẩn và luôn coi việc xác định chính xác loại vi khuẩn trước khi sử dụng trên đồng ruộng là ưu tiên hàng đầu. Khi phân lập vi khuẩn từ đất nông nghiệp, đôi khi chúng tôi tình cờ phát hiện những mầm bệnh có thể gây hại cho con người.
Ở một số vùng tại Việt Nam, vi khuẩn từ đồng lúa có thể là loại này. Dù những vi khuẩn này rất hiệu quả trong việc cố định đạm và thúc đẩy sự phát triển của cây lúa, chúng tôi vẫn không khuyến nghị sử dụng nếu có nguy cơ đối với sức khỏe con người.
Trước đây, để nhận biết vi khuẩn, các nhà khoa học thường dựa vào trình tự một vài gen đơn lẻ, chỉ đủ để ước đoán loại vi khuẩn. Nhưng nhờ công nghệ hiện đại, giờ đây chúng ta có thể giải trình tự toàn bộ bộ gen – từ khoảng 4.000 đến hơn 12.000 gen – và đánh giá xem vi khuẩn có mang gen liên quan đến độc lực hoặc sản sinh độc tố hay không.
Đây là phương pháp chính xác nhất để lựa chọn những vi khuẩn an toàn, hiệu quả cho cây trồng, đồng thời không gây hại cho con người hay các sinh vật khác.
- Bà có đề cập đến việc sử dụng công nghệ cao, vậy bà có ứng dụng AI vào những nghiên cứu của mình không?
GS María Esperanza Martínez-Romero: AI có rất nhiều ứng dụng trong khoa học. Một trong những bước tiến lớn nhất mà AI mang lại là đã giúp chúng ta dự đoán cấu trúc protein.
Chúng ta đã biết trình tự của các gene. Và như chúng ta thấy trong phim Công viên Kỷ Jura, ở trong phim đó họ thu thập trình tự gen của khủng long và kỳ nhông và họ có thể trộn gen của 2 loài động vật đó lại với nhau.
Chúng tôi sử dụng một cách tiếp cận khác: biểu hiện gene, hay như tôi gọi là “đọc và giải mã gen chủ động”. Gene là các đoạn DNA chứa thông tin hướng dẫn để tế bào tạo ra protein. Protein thực hiện các chức năng cụ thể.
Nếu bạn không biết chức năng của một protein, bạn có thể dùng AI để dự đoán. Hiện nay có các chương trình và phương pháp mới: bạn cung cấp trình tự gene – A, T, T, T, G, C, C, C – và chương trình có thể cho bạn biết protein có cấu trúc như thế này. Ví dụ giống một “con nhện nhỏ” có khả năng liên kết với một số chất nền nhất định.
Từ đó, bạn có thể suy đoán protein này chính là một dạng đặc hiệu để vận chuyển dưỡng chất từ cây. Và chúng ta đều biết từ trước rằng, khi vi khuẩn gặp cây trồng, vi khuẩn sẽ cần dinh dưỡng cây để tồn tại và sinh trưởng. Mỗi vi khuẩn có hàng nghìn gene. Các gene này sẽ chủ động diễn giải cho protein vận chuyển đặc hiệu, và protein này sẽ đến lấy dưỡng chất từ cây. Các protein vận chuyển này giúp vi khuẩn hấp thụ dinh dưỡng, nhưng trước đây chúng tôi không biết chính xác đó là dưỡng chất gì.
Sau 30 năm, AI đã giúp trả lời: thứ được vận chuyển là một loại đường hiếm, có tên là allulose. Allulose nổi tiếng vì con người không thể tiêu hóa loại đường này. Và khi con người chúng ta vẫn đang tìm kiểm một loại đường thay thế đường truyền thống trong chế độ ăn, thì thật thú vị là thực vật từ lâu nay đã sử dụng allulose để nuôi vi khuẩn cộng sinh, và vi khuẩn đã phát triển các loại protein để hấp thụ loại đường hiếm này.
Cấu trúc protein mà trí tuệ nhân tạo dự đoán đang mở ra hướng nghiên cứu hoàn toàn mới, giúp chúng ta hiểu rõ cơ chế tương tác giữa cây và vi khuẩn, và đồng thời cung cấp thông tin quan trọng cho các ứng dụng sinh học và nông nghiệp.
- Những kết quả này có ý nghĩa quan trọng đối với việc phát triển nông nghiệp bền vững ở một khu vực còn nhiều hạn chế. Vậy hiện nay vẫn còn những rào cản nào khiến việc áp dụng các kết quả này chưa được phổ biến rộng rãi, và điều gì đang cản trở các nhà nghiên cứu triển khai chúng tại khu vực đó?
GS María Esperanza Martínez-Romero: Bạn cần sử dụng những vi khuẩn đã thích nghi với điều kiện địa phương. Nếu đưa một loại vi khuẩn từ nơi khác đến Việt Nam, nó sẽ không hoạt động hiệu quả, vì chưa quen với môi trường ở đây. Nếu không sử dụng vi khuẩn bản địa, kết quả khi cấy vi khuẩn sẽ không đạt như mong muốn.
Đó là lý do tại sao mọi quốc gia cần có khả năng phân tích và hiểu rõ sự đa dạng vi khuẩn của mình. Ở một số nước, vi khuẩn không được phép xuất khẩu ra nước ngoài.
Ví dụ, Brazil có quy định rất nghiêm ngặt, nên họ phải giữ lại vi khuẩn bản địa. Nếu không, các nước khác có thể sử dụng vi khuẩn này để sản xuất chế phẩm, lập công ty và bán lại với giá cao, trong khi chính Brazil đã sở hữu loại vi khuẩn đó và từng cung cấp cho các nơi khác.
Vì vậy, điều quan trọng là phát triển khả năng nghiên cứu và nắm vững vi khuẩn bản địa, để có thể sử dụng chúng một cách hiệu quả nhất.
Xây dựng đội ngũ nhà khoa học giỏi là khoản đầu tư quý giá
- GS dự định sẽ hợp tác với các nhà khoa học Việt Nam như thế nào sau khi nhận được giải thưởng này?
GS María Esperanza Martínez-Romero: Tôi dự định sẽ trao đổi thêm sau buổi lễ trao giải với một số đồng nghiệp về một dự án rất cụ thể liên quan đến vi khuẩn rhizobium.
Tôi cũng rất sẵn lòng tiếp nhận các nghiên cứu sinh hoặc sinh viên Việt Nam sang làm việc tại phòng thí nghiệm của mình, nơi chúng tôi có đầy đủ năng lực triển khai các nghiên cứu ở mức độ chuyên sâu.
Hiện tại, nhóm của chúng tôi tập trung vào việc giải trình tự toàn bộ hệ gen của vi khuẩn và phân tích cách các gen hoạt động. Vi khuẩn có hàng nghìn gen nhưng không phải lúc nào cũng sử dụng tất cả.
Chúng có một “kho dự trữ” thông tin di truyền chỉ được kích hoạt trong những điều kiện nhất định. Khi đưa vi khuẩn vào môi trường có độ mặn cao, độ axit cao hoặc chịu tác động của kim loại, chúng tôi có thể quan sát được gen nào phản ứng với những kích thích đó.
Chúng tôi là một trong những nhóm tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu biểu hiện gen ở vi khuẩn – một hướng nghiên cứu mang lại rất nhiều thông tin giá trị. Vì vậy, nếu các sinh viên Việt Nam muốn được đào tạo về công nghệ hệ gene tiên tiến, tôi xin chào đón các bạn đến với phòng thí nghiệm của mình. Và không chỉ các sinh viên mà các nhà khoa học cũng sẽ được chào đón.
- Trong tuần lễ này, GS đã gặp nhiều nhà nghiên cứu và nhà khoa học Việt Nam. Vậy cảm nhận của GS thế nào khi nhìn thấy khá nhiều nhà khoa học Việt Nam được mời và trình bày công trình của mình?
GS María Esperanza Martínez-Romero: Rất xuất sắc. Những nhà khoa học Việt Nam mà tôi gặp trong tuần lễ khoa học VinFuture là những người có thể thực hiện nghiên cứu mang lại lợi ích trực tiếp cho đất nước. Điều đó cho thấy, đất nước các bạn đã thành công trong giáo dục, đào tạo và thúc đẩy hoạt động nghiên cứu.
Thực sự, nghiên cứu khoa học hiện nay ngày càng khó và phức tạp, vì lượng thông tin giống như một cơn sóng thần. Ví dụ, các dự án giải trình tự gen của chúng tôi ban đầu chỉ là giải mã từng gen riêng lẻ, nhưng nay công nghệ giải trình tự toàn bộ gen của con người, thực vật, động vật và vi khuẩn phát triển quá nhanh, lượng dữ liệu rất lớn.
Chúng ta cần nhiều nhà nghiên cứu để phân tích và tận dụng dữ liệu thông tin một cách hiệu quả. Đầu tư vào đội ngũ nhà khoa học là đầu tư cho tri thức và khả năng tự bảo vệ đất nước trước các thách thức bên ngoài.
Xây dựng đội ngũ nhà khoa học giỏi luôn là một khoản đầu tư quý giá cho bất kỳ quốc gia nào. Nếu Việt Nam có thể đào tạo được đội ngũ như vậy, đó sẽ là một thành tựu rất đáng tự hào.
- Năm nay trong chương trình VinFuture, có nhiều nhà khoa học Việt Nam tham gia hơn so với các năm trước. Liệu các nhà khoa học Việt có thực sự cơ hội tốt hơn để kết nối với cộng đồng quốc tế và thực hiện nghiên cứu ở quy mô toàn cầu hay không?
GS María Esperanza Martínez-Romero: Tôi cho rằng nghiên cứu khoa học không thể làm một mình mà cần được thực hiện bởi một nhóm. Giá trị của nhóm không chỉ nằm ở việc có thể làm được nhiều việc hơn, mà còn ở khả năng thảo luận, trao đổi ý tưởng. Khi thảo luận, bạn nhận được sức mạnh của tư duy tập thể: tôi có thể nghĩ ra một điều, người khác lại đưa ra ý kiến khác, từ đó tạo ra những góc nhìn mới.
Tôi dạy sinh viên đại học tại trường, và những câu hỏi hay nhất mà tôi từng nhận được lại đến từ sinh viên. Chúng rất tươi mới, đôi khi rất chính xác và sắc sảo. Vì vậy, nghiên cứu nên được thực hiện trong một môi trường tập thể, nơi có sinh viên, đồng nghiệp, kỹ thuật viên, thậm chí cả trẻ em, để mọi người có thể đóng góp ý kiến. Đây là cách duy nhất để tạo ra sự tiến bộ trong khoa học, bằng cách mở rộng và đối chiếu ý tưởng của mình.
Nếu các nhà khoa học Việt Nam trình bày công trình tại VinFuture, đó sẽ là điều rất tốt. Bởi họ sẽ nhận được phê bình, ý tưởng mới, và công trình được làm giàu thêm nhờ quan điểm của người khác, điều này vô cùng giá trị. Tôi rất vui khi nghe rằng năm nay có nhiều nhà khoa học Việt Nam trình bày hơn so với các chương trình VinFuture trước đây.
- Vừa rồi bà cũng chia sẻ rất yêu voi và muốn trở thành một người bảo tồn voi tại Châu Phi, nhưng sau đó bà đã quay lại công việc nghiên cứu. Giáo sư có thể chia sẻ thêm về sự thay đổi đó và có thể nhắn nhủ những thông điệp gì đến các nhà khoa học cũng như những người trẻ?
GS María Esperanza Martínez-Romero: Tôi chỉ từng muốn đến châu Phi, nhưng thực ra tôi chưa bao giờ đến đó. Khi còn nhỏ, tôi đã nghĩ rằng mình sẽ làm việc trong lĩnh vực bảo tồn động vật, đặc biệt là voi. Nhưng tôi cũng yêu chó, cũng yêu đười ươi. Tôi rất quan tâm đến động vật, nhưng tôi không muốn nghiên cứu trực tiếp trên động vật, vì khi đó bạn phải can thiệp vào chúng và xử lý nhiều vấn đề phức tạp.
Tuy nhiên, tôi vẫn có thể làm việc với vi khuẩn từ động vật. Ví dụ, tôi đã đến sở thú ở Cuernavaca, và từ phân động vật, chúng tôi phân lập vi khuẩn và kiểm tra khả năng cố định đạm – giống như vi khuẩn trong nốt rễ cây. Chúng tôi dùng thử nghiệm sắc ký để quan sát việc chuyển đổi một số khí thành các dạng khác, chứng tỏ quá trình cố định đạm.
Kết quả là tôi tìm thấy vi khuẩn trong phân rùa có khả năng cố định đạm. Đây là một loài vi khuẩn mà tôi đã biết và từng mô tả trước đây, nhưng vấn đề là vi khuẩn này cũng là mầm bệnh với con người. Qua khám phá gen, chúng tôi biết rằng vi khuẩn lấy từ cây hoặc rùa không phải là mầm bệnh và không kháng kháng sinh, nên có thể nghiên cứu an toàn.
Về ước mơ cá nhân, một ngày nào đó, con người có thể tự cố định đạm, nhờ đó không cần ăn nhiều protein từ động vật mà vẫn có thể sản xuất protein của riêng mình. Tuy nhiên, có nhiều vấn đề liên quan, vì enzyme cố định đạm (nitrogenase) có thể kích thích hệ miễn dịch, tạo kháng thể mà kháng thể này có thể phản ứng chéo với các mô trong cơ thể, gây bệnh. Có lẽ vì lý do này mà con người không tự cố định đạm.
Ngược lại, một số động vật không có phản ứng miễn dịch này, vì vậy có thể nuôi vi khuẩn cố định đạm trong ong hoặc các loài khác để cải thiện tăng trưởng và năng suất, đồng thời giảm nhu cầu sử dụng các nguồn nitơ từ bên ngoài.
Tóm lại, khả năng cố định đạm không chỉ giới hạn ở cây trồng mà còn có nhiều hướng nghiên cứu mới với động vật và con người, và tôi đang tiếp tục khám phá tiềm năng của quá trình này.
GS Martínez-Romero là Giám đốc Trung tâm Khoa học Gen tại UNAM, Cuernavaca, giảng dạy từ năm 1986. Bà từng là Chủ tịch Hiệp hội Vi sinh học Mexico, thành viên Viện Hàn lâm Vi sinh học Hoa Kỳ, và tham gia nhiều ủy ban khoa học quốc tế.
Bà nổi bật với các nghiên cứu về vi sinh vật hệ gen, đã công bố hơn 200 bài báo quốc tế, 20 chương sách, và là biên tập viên/tác giả của 3 cuốn sách. Nghiên cứu của bà được trích dẫn rộng rãi toàn cầu.
Martínez-Romero đã nhận nhiều giải thưởng uy tín, bao gồm Giải Khoa học Quốc gia Mexico 2019, Giải UNESCO cho Nhà khoa học Nữ 2020, Giải Agrobio, cùng các giải thưởng từ Viện Hàn lâm Khoa học Mexico.
Xin cảm ơn bà!