Insights into cell membranes via dish detergent - Ethan Perlstein

Khám phá bên trong màng tế bào qua nước rửa bát - Ethan Perlstein

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Translator: linh nguyễn Reviewer: Ai Van Tran

Every cell in your body

Mỗi tế bào cơ thể bạn

is separated from those around it

được tách biệt với xung quanh

by its outermost layer,

bởi lớp ngoài cùng của nó,

its membrane.

gọi là màng tế bào.

A cell membrane must be both sturdy and flexible.

Một màng tế bào phải có tính cứng chắc và linh động.

Imagine a membrane made of metal -

Tưởng tượng màng được làm bằng kim loại

great at keeping the cell's guts inside,

sẽ giữ các thành phần tế bào ở trong rất tốt,

but horrible at letting materials flow in and out.

nhưng vật chất khó mà chảy vào và ra.

But a membrane made of fishnet stocking

Nhưng một màng làm bằng vớ lưới

would go too far in the opposite direction -

thì sẽ dễ di chuyển qua lại-

leaky, but easily torn.

rò rỉ nhưng nhanh chóng.

So, the ideal membrane falls somewhere in the middle.

Vì vậy, màng lý tưởng phải nằm đâu đó ở giữa.

Over the past few centuries,

Cách đây vài thế kỷ,

we've learned a lot about the way membranes work.

chúng ta nghiên cứu rất nhiều về cách hoạt động của màng.

The tale starts in the late 1800's

Câu chuyện bắt đầu từ cuối thập niên 1800

when, according to legend,

Khi mà, theo như truyền thuyết,

a German woman named Agnes Pockels was doing dishes.

một người phụ nữ Đức có tên là Agnes Pockels đang rửa chén.

Her observation, that not all detergents

Không phải toàn bộ chất tẩy rửa

dissolve grease in the same way,

hòa tan dầu mỡ theo cùng một cách.

piqued her curiosity,

điều này gợi tính tò mò,

so she made careful measurements

bà đã đo lường cẩn thận

of the size of soapy films

về kích thước các bóng xà phòng

that formed on the surface

hình thành trên bề mặt

of a metal tray filled with water.

của các khay kim loại được phủ đầy nước.

Later, in the 1920's, GE scientists

Sau đó, năm 1920 các nhà khoa học ở GE

Irving Langmuir and Katharine Blodgett

Irving Langmuir và Katharine Blodgett

reexamined the problem with a more elaborate contraption

đã xem xét lại vấn đề bằng một dụng cụ tinh xảo hơn

and found that those tiny slicks

tìm thấy rằng các lớp dầu loang nhỏ bé

were in fact a single layer of oil molecules.

chính là một lớp đơn các phân tử dầu.

Each oil molecule has one side

Mỗi phân tử dầu có một mặt

that loves water and floats on the surface,

thích nước và nổi lên bề mặt

and one side that loathes water

còn mặt kia thì kỵ nước

and protrudes into the air.

tiếp xúc với không khí.

So what does it have to do with cell membranes?

Thế còn những màng tế bào thì sao?

Well, at the turn of the 20th century,

Vâng, mãi đến thể kỷ 20,

chemists Charles Overton and Hans Meyer

nhà hóa học Charles Overton và Hans Meyer

demonstrated that the cell membrane

đã chứng minh rằng màng tế bào

is composed of substances that,

gồm có các chất

like oil,

như dầu,

have a water-loving part

có một phần thích nước

and a water-loathing part.

và một phần kỵ nước.

We now call these substances lipids.

Ngày nay chúng ta gọi nó là chất béo.

In 1925, two scientists,

Năm 1925, hai nhà khoa học,

Evert Gorter and Francois Grendel,

Evert Gorter và Francois Grendel,

pushed our understanding further.

đã đẩy kiến thức của ta đi xa hơn.

They designed an experiment meant to test

Họ đã thiết kế thí nghiệm để kiểm tra

whether cell membranes

liệu rằng màng tế bào

are made of only one layer of lipids,

chỉ đơn thuần gồm 1 lớp chất béo,

a monolayer,

lớp đơn,

or two layers stacked on top of one another,

hay 2 lớp xếp chồng lên nhau,

called a bilayer.

gọi là lớp đôi.

Gorter and Grendel drew blood

Gorter Grendel lấy máu

from a dog,

của chó,

a sheep,

cừu,

a rabbit,

thỏ,

a goat,

a guinea pig,

dê

chuột lang,

and human volunteers.

và những người tình nguyện.

From each of these samples,

Với mỗi mẫu,

they extracted all the lipids

họ tách chiết chất béo toàn phần

from all the red blood cells

từ toàn bộ hồng cầu

and placed a few drops of this extract

và đặt vài giọt chất béo tách chiết được

on a tray of water.

lên một khay đựng nước.

True to form, the lipids, like oil,

Đúng như mong đọi, các chất béo, giống như dầu

spread out into a monolayer,

trải thành một lớp mỏng,

whose size Gorter and Grendel could measure.

với kích thước mà Gorter và Grendel có thể đo được.

If they compared the surface area of that monolayer

Nếu họ so sánh diện tích bề mặt của lớp đơn đó

to the surface area to the intact red blood cells,

với diện tích bề mặt tế bào hồng cầu nguyên vẹn,

they'd be able to tell

thi họ có thể nói được rằng

whether the red blood cell membrane

màng của tế bào hồng cầu

is one or two layers thick.

dày một hay hai lớp.

To understand the design of their experiment,

Để hiểu được thiết kế thí nghiệm của họ,

imagine looking down at a sandwich.

tưởng tượng bạn nhìn xuống một cái sandwich.

If you measure the surface area of what you see,

Nếu bạn đo bề mặt của phần bạn nhìn thấy,

you'll get the dimensions of a single slice of bread

bạn sẽ được kích thước của một lát bánh mì

even though there are two slices,

mặt dù đó là 2 lát.

one stacked perfectly atop the other.

lóp này chồng một cách hoàn hảo lên lớp kia.

But, if you open the sandwich

Nhưng nếu bạn mở miếng sandwich

and place the two slices side by side,

và đặt 2 miếng cạnh nhau,

you get twice the surface area.

bạn sẽ có bề mặt với diện tích gấp đôi.

The Gorter and Grendel experiment

Thí nghiệm của Gorter và Grendel

is basically the same idea.

cơ bản là cùng ý tưởng.

The open sandwich is the monolayer formed

Miếng sandwich mở là cấu trúc lớp đơn

by extracted cellular lipids spreading out into a sheet.

bởi màng chất béo đươc tách chiết trải ra trên một dải.

The closed sandwich is the intact red blood cell membrane.

Miếng sandwich đóng là màng tế bào hồng cầu nguyên vẹn.

Low and behold, they observed a two-to-one ratio,

Ngạc nhiên thay, họ thấy được tỉ lệ 2:1!

proving beyond the shadow of a doubt

chứng tỏ rằng bên kia cái bóng nghi ngờ

that a cell membrane is a bilayer,

là màng tế bào với lớp đôi,

which when unstacked,

mà khi không xếp chồng lên nhau,

yields a monolayer twice its size.

tạo ra lớp đơn với kích thước gấp đôi.

So almost 30 years before the double-helix structure

Gần 30 năm trước khi cấu trúc xoắn kép

of DNA was elucidated,

của ADN được sáng tỏ,

a single experiment

bằng một thí nghiệm đơn

involving fancy versions of household materials

liên quan đến lòng hiếu kỳ về vật liệu trong nhà

enabled deep insight

mà có thể nhìn sâu vào

into the basic architecture of the cell.

bên trong cấu trúc cơ bản của tế bào.