CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

Các nhà nghiên cứu đang chỉnh sửa gen cây trồng trong phòng thí nghiệm mà không tạo ra sinh vật biến đổi gen (GMO) (Ảnh: Wusheng Liu)

Công cụ CRISPR-Cas9 cho phép chỉnh sửa bằng cách cắt-dán chính xác các đoạn DNA trong tế bào sống. Một tuần tự chỉ dẫn RNA sẽ chỉ đường cho hệ thống nhắm vào phân đoạn đích của bộ gen. Khi đến đó, một enzyme, thường là Cas9, sẽ xác định tuần tự đó, xóa tuần từ và thay thế bằng một tuần tự khác. Theo cách này, các nhà khoa học có thể cắt bỏ các gen có vấn đề như gen gây bệnh hoặc bổ sung các gen có lợi mới như gen cho cây trồng khả năng kháng sâu bệnh tốt hơn.

Đối với nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã điều chỉnh quy trình để chỉnh sửa “sạch hơn” trong cây trồng. Phương pháp mới sử dụng một quy trình có tên lipofection mà ở đó các lipid mang điện tích dương được sử dụng để xây dựng một dạng bong bóng bao quanh Cas9 và cơ cấu RNA vốn chịu trách nhiệm đẩy hệ thống CRISPR đi vào tế bào. Phương pháp sử dụng một protein Cas9 thay vì một tuần tự DNA của Cas9.

Nhóm đã tiến hành thử nghiệm phương pháp bằng cách đưa các protein phát sáng huỳnh quang vào cây thuốc lá. Và như dự đoán, sau 48 giờ, cây được chỉnh sửa phát sáng, chứng tỏ phương pháp đã thành công.

Phương pháp mới có một vài ưu thế so với các phương pháp hiện có. Nó dễ nhắm vào tuần tự gen mong muốn và áp dụng được cho các loại cây trồng mới mà các phương pháp hiện có chưa thể biên tập được. Ngoài ra, protein này chỉ tồn tại vài ngày trước khi bị phân hủy, giảm nguy cơ chỉnh sửa trệch đích.

Ưu thế quan trọng nhất là cây trồng thu được không được xem là sinh vật biến đổi gen. Vì phương pháp mới không sử dụng DNA của Cas9 nên nó không đưa DNA ngoại lai vào cây trồng, đó là sự khác biệt quan trọng.

Dù rất hữu ích trong kỹ thuật di truyền nhưng thuật ngữ “GMO” mang ý nghĩa tiêu cực đối với nhiều người lo ngại về vấn đề sức khỏe khi ăn sử dụng các dạng cây trái hay thịt này. Các vấn đề khác bao nguy cơ cây, con được chỉnh sửa sẽ thoát ra ngoài môi trường tự nhiên, phát tán các gen mới vào quần thể bản địa, ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

Tuy nhiên, vẫn còn một số rào cản cần vượt qua trước khi phương pháp mới trở nên khả thi. Nhóm cho hay lipofection chỉ có thể thực hiện nếu vách ngoài của tế bào cây trồng được loại bỏ trước đó. Dạng tế bào nguyên sinh của cây trồng này cho phép các nhà khoa học dễ dàng điều chỉnh gen hơn nhưng không thể thực hiện trên tất cả các loại cây trồng và thậm chí khi thực hiện được, đó vẫn là một quy trình phức tạp.

Thay vào đó, các nhà nghiên cứu đang khai thác các tùy chọn khác mà không đòi hỏi phải loại bỏ vách tế bào. Một cách thay thế là sử dụng CRISPR để đưa protein Cas9 vào hạt phấn hoa mà sau đó có thể tiếp tục thụ phấn cho một cây khác. Một số cá thể con cháu sẽ có sẵn các phần chỉnh sửa này ngay từ đầu. Các nhà nghiên cứu hiện đang lên kế hoạch thử nghiệm phương pháp này trên cà chua và gai dầu trước, sau đó chuyển sang các loại cây khác.

LH (New Atlas)