 |
| Cao Thải Hà trong phòng trồng lúa mỳ chỉnh sửa gene bằng CRISPR. Ảnh: Sciencemag. |
Cao Thải Hà là nhà khoa học thực vật tại cơ sở của Học viện Khoa học Trung Quốc (CAS) ở Bắc Kinh đang nghiên cứu về cải thiện cây trồng. Với những nhà nhân giống cây trồng, mục tiêu của họ là đa dạng hóa, từ từ giúp tăng năng suất, giàu dinh dưỡng hoặc đề kháng tốt hơn. Cao chọn đẩy nhanh tốc độ bằng cách sử dụng công cụ chỉnh sửa gene CRISPR.
Những người như Cao đang đại diện cho một nỗ lực của chính phủ Trung Quốc, đặt cược rằng CRISPR có thể thay đổi nguồn cung thực phẩm tại quốc gia này.
CRISPR là một hệ miễn dịch ở sinh vật nhân sơ và được biến thành công cụ chỉnh sửa gene mạnh mẽ trong các phòng thí nghiệm ở châu Âu và Mỹ cách đây vài năm. Hiện nay, Trung Quốc là quốc gia xuất bản nhiều tài liệu nông nghiệp liên quan đến CRISPR nhất, gấp đôi Mỹ, ở vị trí thứ hai.
“Đó là vì có tôi ở đây”, Cao đùa.
Tháng 8/2013, nhóm của Cao chỉnh sửa ADN thực vật bằng CRISPR. Một nhà nghiên cứu 50 tuổi khi đó đã viết hơn 30 bài mô tả quá trình chỉnh sửa trên nhiều loại cây trồng. Daniel Voytas, chuyên gia gene thực vật tại Đại học Minnesota, thành phố Saint Paul, bang Minnesota, mô tả Cao là “một nhà sinh tễ học xuất sắc, tập trung vào CRISPR ngay từ đầu và đang lướt trên đỉnh ngọn sóng”.
Cao không đón nhận CRISPR ngay khi biết đến công nghệ này vào tháng 6/2012. Phòng thí nghiệm của cô khi đó sử dụng phương pháp TALEN - cắt và ghép ADN ngay trên tế bào sống – của Voytas.
“Chúng tôi thấy tự hào khi xử lý được hơn 100 gene bằng TALEN và phải suy nghĩ ‘một công nghệ mới, có nên thử hay không?’”.
Thành công đầu tiên của Cao khi dùng CRISPR là trên lúa – kích thước gene chỉ bằng 1/8 so với gene con người. Cô tiếp tục áp dụng với lúa mỳ và công bố thí nghiệm cho thấy TALEN hoặc CRISPR có thể dễ dàng loại bỏ một protein khiến lúa mỳ dễ nhiễm bệnh phấn trắng.
Với phương pháp phổ thông, “kết quả trên là gần như không thể”, theo Zachary Lippman, nhà di truyền học thực vật tại Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor, New York.
CRISPR có hiệu quả nhanh hơn và đơn giản hơn TALEN nhưng lại dễ tạo ra thêm những biến đổi “ngoài mong muốn”. Ngoài ra, CRISPR chỉ loại bỏ được gene, không thể bổ sung thêm gene.
“Chúng tôi không thực sự thành thạo phương thức đó”, Cao nói, cho biết tỷ lệ thành công tại phòng thí nghiệm của cô chỉ là 1%.
Cao không đơn độc tại Trung Quốc. Nhóm của cô chỉ là một trong 20 nhóm có chung mục tiêu chỉnh sửa gene cây trồng. “Mọi phòng thí nghiệm đều sử dụng CRISPR cho nghiên cứu. Họ không thể tồn tại mà không có CRISPR”, Cao nói.
Bắc Kinh đã mở rộng nỗ lực trên ra ngoài phạm vi quốc gia. Công ty quốc doanh ChemChina năm 2017 mua lại Syngenta – một trong 4 công ty nông nghiệp lớn nhất thế giới, trụ sở tại Thụy Sĩ – với giá 43 tỷ USD.
Đây là thương vụ thâu tóm một công ty nước ngoài lớn nhất của Trung Quốc, giúp tạo ra mối quan hệ giữa chính phủ, ngành công nghiệp và giới hàn lâm, đưa tài sản trí tuệ trong phòng thí nghiệm vào công ty, theo Lippman.
Trung Quốc “muốn đầu tư chiến lược vào chỉnh sửa gene”, Trương Bối, trưởng nhóm gồm 50 nhà khoa học tại Trung tâm Đổi mới Syngenta Bắc Kinh, nói. “Họ muốn đi đầu thế giới trong lĩnh vực này”.
Nhà nghiên cứu lúa Lý Gia Dương, cựu chủ tịch Học viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc, nhận định một ngày nào đó, Trung Quốc có thể cần tới cây trồng chỉnh sửa gene để cung cấp đủ lương thực cho dân số nước này,
“Chúng tôi phải đảm bảo lương thực cho 1,4 tỷ người với nguồn tài nguyên thiên nhiên rất hữu hạn. Chúng tôi cần có năng suất cao nhất với lượng phân bón, thuốc trừ sâu sử dụng ít nhất, tạo ra những giống siêu cây trồng kháng sâu bọ, hạn hán, đất mặn. Điều đó nghĩa là chúng tôi cần tìm ra các gene then chốt và xử lý chúng”.
 |
| Nhóm của Cao trồng thử nghiệm một giống lúa chỉnh sửa gene bằng CRISPR tại khu vực thử nghiệm ở Bắc Kinh. Ảnh: Sciencemag. |
Trung Quốc cũng cần giải bài toán quản lý cây trồng biến đổi gene – vấn đề gây tranh cãi tại nhiều nước trên thế giới. Năm 2018, một tòa án ở châu Âu ra phán quyết những loại cây biến đổi gene (GMO) cần được quản lý chặt chẽ. Trái lại, Bộ Nông nghiệp Mỹ lại miễn áp dụng với cây trồng chỉnh sửa gene quy định về GMO, miễn là chúng được tạo ra bằng đột biến tự nhiên, không phải bằng lai ghép với ADN giống khác.
Người tiêu dùng Trung Quốc khá cảnh giác với thực phẩm biến đổi gene. Trung Quốc hạn chế nghiêm ngặt nhập khẩu loại cây trồng này và chỉ trồng duy nhất một giống đu đủ biến đổi gene phục vụ thị trường nội địa.
Với CRISPR, nhiều nhà nghiên cứu thực vật trên thế giới, bao gồm cả Lippman, cho rằng Trung Quốc sẽ hành động như Mỹ.
Vẫn còn quá sớm để xác định loại cây trồng chỉnh sửa gene nào sẽ được Syngenta cung cấp cho thị trường đầu tiên nếu Trung Quốc “bật đèn xanh”, Ngô Cốt Tùy, trưởng bộ phận nghiên cứu hạt giống tại cơ sở của Syngenta ở North Carolina, Mỹ, nói.
Cao cũng có “ứng viên” để cạnh tranh vị trí đầu tiên – các giống lúa thơm và lúa mỳ có thể chống bệnh phấn trắng. “6 tháng”, Cao trả lời khi được hỏi về thời gian cần thiết để các giống cây của cô có thể ứng dụng vào thực tiễn.
