Chủ Nhật,  16/12/2018, 23:17 
Đặt báo in

Biên tập gen là sao?

Thư Kỳ
Thứ Năm,  6/12/2018, 13:41 

Biên tập gen là sao?

Thư Kỳ

(TBKTSG) - Tuần trước báo chí tràn ngập tin một nhà khoa học Trung Quốc tuyên bố đã chỉnh sửa gen thành công cho hai em bé song sinh có ADN kháng nhiễm HIV; việc điều chỉnh gen được thực hiện trên phôi thai trong quá trình thụ tinh nhân tạo. Thế nhưng chỉnh sửa gen hay còn gọi là biên tập gen là sao, có ý nghĩa gì, được thực hiện như thế nào?

Các nhà khoa học đã xác định được những lĩnh vực mà biên tập gen có thể được ứng dụng.

Nói ngắn gọn thì trong vòng sáu năm qua, các nhà khoa học trên thế giới đã đạt được những bước tiến nhảy vọt trong nỗ lực chỉnh sửa gen thực vật, động vật và ngay cả gen người nhờ một kỹ thuật tận dụng một khe hở trong hệ thống miễn dịch của vi khuẩn gọi là công nghệ CRISPR/Cas9 hay gọn hơn là CRISPR.

Cách đây 15 năm, các nhà khoa học đã lập xong bản đồ gen người, xác lập toàn bộ các gen làm nên chúng ta. Những gen này quyết định màu mắt, loại máu, chiều cao, rủi ro bệnh tim, độ cứng của xương hay ngay cả mùi cơ thể của từng người. Công nghệ CRISPR cho phép người ta biên tập, chỉnh sửa gen để tạo ra những thay đổi hiển hiện ra bên ngoài. Lý thuyết là thế nhưng cho đến nay các nhà khoa học chưa tiến đến mức dùng CRISPR để biến một người có mắt xanh thành mắt nâu, một người thấp thành cao... Đó vẫn còn là lĩnh vực... khoa học giả tưởng.

Trong thực tế, thông tin về các đột phá trong biên tập gen tập trung vào những vụ cụ thể, ví dụ như năm ngoái tạp chí Nature công bố một báo cáo cho biết các nhà nghiên cứu đã dùng công nghệ CRISPR để xóa một đột biến gen trong phôi người gây ra bệnh rối loạn cơ tim; một nhóm nghiên cứu khác cho biết họ đã giảm được gen gây bệnh điếc với hy vọng có ngày con người sẽ chữa lành bệnh điếc bẩm sinh. Các tin như chỉnh sửa gen có thể một ngày không xa giúp xóa hẳn loại muỗi gây bệnh sốt rét vẫn là kể chuyện trong tương lai.

Trong khi đó nhiều nghiên cứu khác lại hé lộ những rủi ro, những hiểm nguy của công nghệ biên tập gen như thay đổi hẳn gen tạo ra những tác động không lường hết lên sức khỏe con người. Thậm chí có những nghiên cứu cho thấy gen đã biên tập có thể bất ngờ gây ra ung thư.

Biên tập gen là gì?

Năm 1987 khi các nhà khoa học Nhật Bản nghiên cứu vi khuẩn E. coli họ nhận thấy những chuỗi lặp lại bất thường trong ADN của vi khuẩn. Những nhà nghiên cứu khác sau đó cũng thấy các chuỗi lặp lại tương tự ở các loại vi khuẩn khác - được đặt tên là Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, viết tắt thành CRISPR. Mãi đến năm 2007 khi nghiên cứu vi khuẩn Streptococcus dùng để làm yogurt, người ta mới biết các chuỗi này là một phần của hệ thống miễn dịch của vi khuẩn.

Vi khuẩn liên tục bị virus tấn công nên phải sản sinh ra enzyme để chống lại; mỗi khi enzyme của vi khuẩn tiêu diệt một virus thì các enzyme khác ùa đến, nhặt các đoạn gen còn lại của virus, cắt chúng thành mẩu ngắn và sắp xếp chúng thành chuỗi CRISPR. Vi khuẩn dùng thông tin chứa trong CRISPR để chuẩn bị cho các cuộc tấn công trong tương lai. Khi xuất hiện virus mới, vi khuẩn sẽ sản sinh enzyme đặc biệt, gọi là Cas9 có mang những đoạn mã gen và nếu gặp virus chúng sẽ so sánh xem đoạn mã gen chúng mang theo có giống virus không. Nếu giống chúng sẽ lập tức tấn công để vô hiệu hóa virus.

Năm 2011, hai nhà khoa học, gồm Jennifer Doudna (Đại học Berkeley California) và Emmanuelle Charpentier (Đại học Umeå ở Thụy Điển), phát hiện họ có thể đánh lừa Cas9 bằng cách gán những đoạn mã gen do họ tạo ra và lúc đó enzyme sẽ tìm bất kỳ thứ gì có cùng đoạn mã gen như thế để tấn công, hủy diệt. Ngay sau đó năm 2013, Feng Zhang, một nhà khoa học ở Viện Broad, Boston công bố một nghiên cứu trên tạp chí Science cho rằng CRISPR/Cas9 có thể dùng để biên tập gen tế bào chuột hay tế bào người. Cùng lúc trên tạp chí này, George Church (Đại học Harvard) dùng một kỹ thuật CRISPR khác để biên tập tế bào người.

Như vậy về lý thuyết, các nhà khoa học đã có thể dùng hệ thống CRISPR/Cas9 để cắt bỏ bất kỳ gen nào ở bất kỳ đâu họ muốn. Từ đó công nghệ CRISPR được hoàn thiện, không những chỉ diệt gen xấu mà còn có thể thay gen tốt vào chỗ trống. Chỉnh sửa gen thật ra không mới nhưng công nghệ CRISPR là một cuộc cách mạng vì nhờ nó mà biên tập gen trở nên chính xác, dễ dàng và rẻ tiền. Ngày xưa để thay đổi một gen cần vài tuần đến vài tháng mày mò và chi phí lên vài chục ngàn đô la, nay chỉ cần vài giờ với chi phí chừng 75 đô la. Nghiên cứu trong lĩnh vực này bùng nổ; năm 2011 có chưa đầy 100 nghiên cứu về CRISPR còn năm 2017 có đến 14.000 nghiên cứu.

Biên tập gen để làm gì?

Các nhà khoa học đã xác định được những lĩnh vực mà biên tập gen có thể được ứng dụng. Đầu tiên là chỉnh sửa gen của các loại cây trồng để giúp chúng chống lại bệnh tật, thời tiết khắc nghiệt và nhiều chất dinh dưỡng hơn. Trong khi kỹ thuật biến đổi gen truyền thống cấy ghép gen từ vật này sang vật khác rất nhiêu khê, biên tập gen giúp tạo ra những tính chất mong muốn ở cây trồng nhanh hơn, chính xác hơn nhiều. Ở đây công cụ này cũng có thể gây tranh cãi như thực phẩm biến đổi gen tuy hiện nay cây trồng có một số gen bị xóa đi lại không chịu sự quản lý chặt chẽ như thực phẩm biến đổi gen.

Thứ đến, chỉnh sửa gen có thể giúp loại trừ các bệnh mang tính di truyền. Cho đến nay hướng đi này chỉ diễn ra trong phòng thí nghiệm vì chưa ai biết hủy diệt một gen “xấu” sẽ tác động như thế nào, biết đâu lại làm sản sinh ra ung thư hay bệnh mới. Ứng dụng kế tiếp có tiềm năng hơn: tạo ra các kháng sinh mạnh hơn. Cũng có một số nghiên cứu theo hướng nhắm đến các loại virus cụ thể như HIV.

Biên tập gen cũng có thể làm thay đổi toàn bộ một loài. Thông thường trong quá trình sinh sản một gen có thể được chuyển cho thế hệ sau cũng có thể không; nhưng dùng công nghệ CRISPR người ta có thể bảo đảm 100% rằng gen cụ thể nào đó sẽ được chuyển cho thế hệ kế tiếp. Bằng cách đó, các nhà khoa học có thể biên tập gen của muỗi sao cho chúng chỉ sinh ra muỗi đực. Nếu gen này được chuyển tiếp thành công xem như cả loài muỗi bị tận diệt. Dĩ nhiên, viễn cảnh đáng sợ này làm nảy sinh nhiều vấn đề mang tính chính trị, đạo đức nhiều hơn khoa học: ai dám tiêu diệt hẳn một loài.

Cuối cùng, biên tập gen sẽ giúp tạo ra các đứa trẻ hoàn thiện, không bệnh tật, thông minh như thiên tài, sức khỏe như lực sĩ. Đây là viễn cảnh thu hút sự chú ý và tranh luận của mọi người nhất vì nhìn qua chẳng khác nào nỗ lực của Đức quốc xã ngày trước khi muốn tạo ra giống người thượng đẳng. Tuy nhiên, khoa học ngày nay chưa có khả năng đó; ví dụ trí thông minh liên quan đến quá nhiều gen sắp xếp như thế nào để đạt được trí thông minh tối ưu vẫn là ẩn số.

Đó là lý do vì sao các nhà khoa học, mặc dù rất háo hức trước tiềm năng ứng dụng biên tập gen vẫn chọn cách tiếp cận thận trọng và dè dặt. Dù sao, nếu chúng ta quyết định xóa một gen di truyền nào đó mà thế hệ tương lai lại không muốn thì sao. Ai cho phép chúng ta quyết định thay cho hậu duệ của loài người. Nói cách khác, khi chưa biết làm sao để xác định một gen là “tốt” hay “xấu”, công nghệ chỉnh sửa gen vẫn sẽ nằm trên bàn tranh luận không ngơi. 

In bài
Gửi bài cho bạn bè
Top
TÀI CHÍNH - NGÂN HÀNG
NGÂN HÀNG
BẢO HIỂM
CHỨNG KHOÁN
TIỀN TỆ
KINH DOANH
THƯƠNG MẠI - DỊCH VỤ
XUẤT NHẬP KHẨU
CHUYỂN ĐỘNG CÔNG THƯƠNG
THƯƠNG MẠI ĐIỆN TỬ
KHUYẾN MÃI
WEB GIÁ RẺ
DIỄN ĐÀN
Ý KIẾN
GHI NHẬN
BẠN ĐỌC VIẾT
BLOG
VIỆC GÌ? Ở ĐÂU?
DOANH NGHIỆP
CHUYỆN LÀM ĂN
QUẢN TRỊ SỨC KHỎE
PHÁP LUẬT
QUẢN TRỊ
MỘT VÒNG DOANH NGHIỆP
DỮ LIỆU DOANH NGHIỆP
VĂN HÓA - XÃ HỘI
VĂN HÓA
XÃ HỘI
ĐỊA ỐC
NHÀ ĐẤT
QUY HOẠCH - HẠ TẦNG
DỰ ÁN
GÓC TƯ VẤN
THẾ GIỚI
PHÂN TÍCH - BÌNH LUẬN
THỊ TRƯỜNG - DOANH NGHIỆP
 
Giấy phép Báo điện tử số: 2302/GP-BTTTT, cấp ngày 29/11/2012
Tổng biên tập: Trần Minh Hùng.
Thư ký tòa soạn: Hồng Văn; Phó thư ký tòa soạn: Yến Dung.
Tòa soạn: Số 35 Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh.
Điện thoại: (8428) 3829 5936; Fax: (8428) 3829 4294; Email: online@kinhtesaigon.vn
Thời báo Kinh tế Sài Gòn giữ bản quyền nội dung của trang web www.thesaigontimes.vn. Không được sử dụng lại nội dung trên Thời báo Kinh tế Sài Gòn Online dưới mọi hình thức, trừ khi được Thời báo Kinh tế Sài Gòn đồng ý bằng văn bản.
Trang ngoài sẽ được mở ra ở cửa sổ mới. Thời báo Kinh tế Sài Gòn Online không chịu trách nhiệm nội dung trang ngoài.
Bản quyền thuộc về SaigonTimesGroup.
Biên tập gen là sao?
Thứ Năm,  6/12/2018, 13:41 
Thư Kỳ

Biên tập gen là sao?

Thư Kỳ

(TBKTSG) - Tuần trước báo chí tràn ngập tin một nhà khoa học Trung Quốc tuyên bố đã chỉnh sửa gen thành công cho hai em bé song sinh có ADN kháng nhiễm HIV; việc điều chỉnh gen được thực hiện trên phôi thai trong quá trình thụ tinh nhân tạo. Thế nhưng chỉnh sửa gen hay còn gọi là biên tập gen là sao, có ý nghĩa gì, được thực hiện như thế nào?

Các nhà khoa học đã xác định được những lĩnh vực mà biên tập gen có thể được ứng dụng.

Nói ngắn gọn thì trong vòng sáu năm qua, các nhà khoa học trên thế giới đã đạt được những bước tiến nhảy vọt trong nỗ lực chỉnh sửa gen thực vật, động vật và ngay cả gen người nhờ một kỹ thuật tận dụng một khe hở trong hệ thống miễn dịch của vi khuẩn gọi là công nghệ CRISPR/Cas9 hay gọn hơn là CRISPR.

Cách đây 15 năm, các nhà khoa học đã lập xong bản đồ gen người, xác lập toàn bộ các gen làm nên chúng ta. Những gen này quyết định màu mắt, loại máu, chiều cao, rủi ro bệnh tim, độ cứng của xương hay ngay cả mùi cơ thể của từng người. Công nghệ CRISPR cho phép người ta biên tập, chỉnh sửa gen để tạo ra những thay đổi hiển hiện ra bên ngoài. Lý thuyết là thế nhưng cho đến nay các nhà khoa học chưa tiến đến mức dùng CRISPR để biến một người có mắt xanh thành mắt nâu, một người thấp thành cao... Đó vẫn còn là lĩnh vực... khoa học giả tưởng.

Trong thực tế, thông tin về các đột phá trong biên tập gen tập trung vào những vụ cụ thể, ví dụ như năm ngoái tạp chí Nature công bố một báo cáo cho biết các nhà nghiên cứu đã dùng công nghệ CRISPR để xóa một đột biến gen trong phôi người gây ra bệnh rối loạn cơ tim; một nhóm nghiên cứu khác cho biết họ đã giảm được gen gây bệnh điếc với hy vọng có ngày con người sẽ chữa lành bệnh điếc bẩm sinh. Các tin như chỉnh sửa gen có thể một ngày không xa giúp xóa hẳn loại muỗi gây bệnh sốt rét vẫn là kể chuyện trong tương lai.

Trong khi đó nhiều nghiên cứu khác lại hé lộ những rủi ro, những hiểm nguy của công nghệ biên tập gen như thay đổi hẳn gen tạo ra những tác động không lường hết lên sức khỏe con người. Thậm chí có những nghiên cứu cho thấy gen đã biên tập có thể bất ngờ gây ra ung thư.

Biên tập gen là gì?

Năm 1987 khi các nhà khoa học Nhật Bản nghiên cứu vi khuẩn E. coli họ nhận thấy những chuỗi lặp lại bất thường trong ADN của vi khuẩn. Những nhà nghiên cứu khác sau đó cũng thấy các chuỗi lặp lại tương tự ở các loại vi khuẩn khác - được đặt tên là Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, viết tắt thành CRISPR. Mãi đến năm 2007 khi nghiên cứu vi khuẩn Streptococcus dùng để làm yogurt, người ta mới biết các chuỗi này là một phần của hệ thống miễn dịch của vi khuẩn.

Vi khuẩn liên tục bị virus tấn công nên phải sản sinh ra enzyme để chống lại; mỗi khi enzyme của vi khuẩn tiêu diệt một virus thì các enzyme khác ùa đến, nhặt các đoạn gen còn lại của virus, cắt chúng thành mẩu ngắn và sắp xếp chúng thành chuỗi CRISPR. Vi khuẩn dùng thông tin chứa trong CRISPR để chuẩn bị cho các cuộc tấn công trong tương lai. Khi xuất hiện virus mới, vi khuẩn sẽ sản sinh enzyme đặc biệt, gọi là Cas9 có mang những đoạn mã gen và nếu gặp virus chúng sẽ so sánh xem đoạn mã gen chúng mang theo có giống virus không. Nếu giống chúng sẽ lập tức tấn công để vô hiệu hóa virus.

Năm 2011, hai nhà khoa học, gồm Jennifer Doudna (Đại học Berkeley California) và Emmanuelle Charpentier (Đại học Umeå ở Thụy Điển), phát hiện họ có thể đánh lừa Cas9 bằng cách gán những đoạn mã gen do họ tạo ra và lúc đó enzyme sẽ tìm bất kỳ thứ gì có cùng đoạn mã gen như thế để tấn công, hủy diệt. Ngay sau đó năm 2013, Feng Zhang, một nhà khoa học ở Viện Broad, Boston công bố một nghiên cứu trên tạp chí Science cho rằng CRISPR/Cas9 có thể dùng để biên tập gen tế bào chuột hay tế bào người. Cùng lúc trên tạp chí này, George Church (Đại học Harvard) dùng một kỹ thuật CRISPR khác để biên tập tế bào người.

Như vậy về lý thuyết, các nhà khoa học đã có thể dùng hệ thống CRISPR/Cas9 để cắt bỏ bất kỳ gen nào ở bất kỳ đâu họ muốn. Từ đó công nghệ CRISPR được hoàn thiện, không những chỉ diệt gen xấu mà còn có thể thay gen tốt vào chỗ trống. Chỉnh sửa gen thật ra không mới nhưng công nghệ CRISPR là một cuộc cách mạng vì nhờ nó mà biên tập gen trở nên chính xác, dễ dàng và rẻ tiền. Ngày xưa để thay đổi một gen cần vài tuần đến vài tháng mày mò và chi phí lên vài chục ngàn đô la, nay chỉ cần vài giờ với chi phí chừng 75 đô la. Nghiên cứu trong lĩnh vực này bùng nổ; năm 2011 có chưa đầy 100 nghiên cứu về CRISPR còn năm 2017 có đến 14.000 nghiên cứu.

Biên tập gen để làm gì?

Các nhà khoa học đã xác định được những lĩnh vực mà biên tập gen có thể được ứng dụng. Đầu tiên là chỉnh sửa gen của các loại cây trồng để giúp chúng chống lại bệnh tật, thời tiết khắc nghiệt và nhiều chất dinh dưỡng hơn. Trong khi kỹ thuật biến đổi gen truyền thống cấy ghép gen từ vật này sang vật khác rất nhiêu khê, biên tập gen giúp tạo ra những tính chất mong muốn ở cây trồng nhanh hơn, chính xác hơn nhiều. Ở đây công cụ này cũng có thể gây tranh cãi như thực phẩm biến đổi gen tuy hiện nay cây trồng có một số gen bị xóa đi lại không chịu sự quản lý chặt chẽ như thực phẩm biến đổi gen.

Thứ đến, chỉnh sửa gen có thể giúp loại trừ các bệnh mang tính di truyền. Cho đến nay hướng đi này chỉ diễn ra trong phòng thí nghiệm vì chưa ai biết hủy diệt một gen “xấu” sẽ tác động như thế nào, biết đâu lại làm sản sinh ra ung thư hay bệnh mới. Ứng dụng kế tiếp có tiềm năng hơn: tạo ra các kháng sinh mạnh hơn. Cũng có một số nghiên cứu theo hướng nhắm đến các loại virus cụ thể như HIV.

Biên tập gen cũng có thể làm thay đổi toàn bộ một loài. Thông thường trong quá trình sinh sản một gen có thể được chuyển cho thế hệ sau cũng có thể không; nhưng dùng công nghệ CRISPR người ta có thể bảo đảm 100% rằng gen cụ thể nào đó sẽ được chuyển cho thế hệ kế tiếp. Bằng cách đó, các nhà khoa học có thể biên tập gen của muỗi sao cho chúng chỉ sinh ra muỗi đực. Nếu gen này được chuyển tiếp thành công xem như cả loài muỗi bị tận diệt. Dĩ nhiên, viễn cảnh đáng sợ này làm nảy sinh nhiều vấn đề mang tính chính trị, đạo đức nhiều hơn khoa học: ai dám tiêu diệt hẳn một loài.

Cuối cùng, biên tập gen sẽ giúp tạo ra các đứa trẻ hoàn thiện, không bệnh tật, thông minh như thiên tài, sức khỏe như lực sĩ. Đây là viễn cảnh thu hút sự chú ý và tranh luận của mọi người nhất vì nhìn qua chẳng khác nào nỗ lực của Đức quốc xã ngày trước khi muốn tạo ra giống người thượng đẳng. Tuy nhiên, khoa học ngày nay chưa có khả năng đó; ví dụ trí thông minh liên quan đến quá nhiều gen sắp xếp như thế nào để đạt được trí thông minh tối ưu vẫn là ẩn số.

Đó là lý do vì sao các nhà khoa học, mặc dù rất háo hức trước tiềm năng ứng dụng biên tập gen vẫn chọn cách tiếp cận thận trọng và dè dặt. Dù sao, nếu chúng ta quyết định xóa một gen di truyền nào đó mà thế hệ tương lai lại không muốn thì sao. Ai cho phép chúng ta quyết định thay cho hậu duệ của loài người. Nói cách khác, khi chưa biết làm sao để xác định một gen là “tốt” hay “xấu”, công nghệ chỉnh sửa gen vẫn sẽ nằm trên bàn tranh luận không ngơi. 

TIN BÀI LIÊN QUAN
In bài
Gửi bài cho bạn bè
CÙNG CHUYÊN MỤC

Mobile

Biên tập gen là sao?
Thứ Năm,  6/12/2018, 13:41 
Thư Kỳ

Biên tập gen là sao?

Thư Kỳ

(TBKTSG) - Tuần trước báo chí tràn ngập tin một nhà khoa học Trung Quốc tuyên bố đã chỉnh sửa gen thành công cho hai em bé song sinh có ADN kháng nhiễm HIV; việc điều chỉnh gen được thực hiện trên phôi thai trong quá trình thụ tinh nhân tạo. Thế nhưng chỉnh sửa gen hay còn gọi là biên tập gen là sao, có ý nghĩa gì, được thực hiện như thế nào?

Các nhà khoa học đã xác định được những lĩnh vực mà biên tập gen có thể được ứng dụng.

Nói ngắn gọn thì trong vòng sáu năm qua, các nhà khoa học trên thế giới đã đạt được những bước tiến nhảy vọt trong nỗ lực chỉnh sửa gen thực vật, động vật và ngay cả gen người nhờ một kỹ thuật tận dụng một khe hở trong hệ thống miễn dịch của vi khuẩn gọi là công nghệ CRISPR/Cas9 hay gọn hơn là CRISPR.

Cách đây 15 năm, các nhà khoa học đã lập xong bản đồ gen người, xác lập toàn bộ các gen làm nên chúng ta. Những gen này quyết định màu mắt, loại máu, chiều cao, rủi ro bệnh tim, độ cứng của xương hay ngay cả mùi cơ thể của từng người. Công nghệ CRISPR cho phép người ta biên tập, chỉnh sửa gen để tạo ra những thay đổi hiển hiện ra bên ngoài. Lý thuyết là thế nhưng cho đến nay các nhà khoa học chưa tiến đến mức dùng CRISPR để biến một người có mắt xanh thành mắt nâu, một người thấp thành cao... Đó vẫn còn là lĩnh vực... khoa học giả tưởng.

Trong thực tế, thông tin về các đột phá trong biên tập gen tập trung vào những vụ cụ thể, ví dụ như năm ngoái tạp chí Nature công bố một báo cáo cho biết các nhà nghiên cứu đã dùng công nghệ CRISPR để xóa một đột biến gen trong phôi người gây ra bệnh rối loạn cơ tim; một nhóm nghiên cứu khác cho biết họ đã giảm được gen gây bệnh điếc với hy vọng có ngày con người sẽ chữa lành bệnh điếc bẩm sinh. Các tin như chỉnh sửa gen có thể một ngày không xa giúp xóa hẳn loại muỗi gây bệnh sốt rét vẫn là kể chuyện trong tương lai.

Trong khi đó nhiều nghiên cứu khác lại hé lộ những rủi ro, những hiểm nguy của công nghệ biên tập gen như thay đổi hẳn gen tạo ra những tác động không lường hết lên sức khỏe con người. Thậm chí có những nghiên cứu cho thấy gen đã biên tập có thể bất ngờ gây ra ung thư.

Biên tập gen là gì?

Năm 1987 khi các nhà khoa học Nhật Bản nghiên cứu vi khuẩn E. coli họ nhận thấy những chuỗi lặp lại bất thường trong ADN của vi khuẩn. Những nhà nghiên cứu khác sau đó cũng thấy các chuỗi lặp lại tương tự ở các loại vi khuẩn khác - được đặt tên là Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, viết tắt thành CRISPR. Mãi đến năm 2007 khi nghiên cứu vi khuẩn Streptococcus dùng để làm yogurt, người ta mới biết các chuỗi này là một phần của hệ thống miễn dịch của vi khuẩn.

Vi khuẩn liên tục bị virus tấn công nên phải sản sinh ra enzyme để chống lại; mỗi khi enzyme của vi khuẩn tiêu diệt một virus thì các enzyme khác ùa đến, nhặt các đoạn gen còn lại của virus, cắt chúng thành mẩu ngắn và sắp xếp chúng thành chuỗi CRISPR. Vi khuẩn dùng thông tin chứa trong CRISPR để chuẩn bị cho các cuộc tấn công trong tương lai. Khi xuất hiện virus mới, vi khuẩn sẽ sản sinh enzyme đặc biệt, gọi là Cas9 có mang những đoạn mã gen và nếu gặp virus chúng sẽ so sánh xem đoạn mã gen chúng mang theo có giống virus không. Nếu giống chúng sẽ lập tức tấn công để vô hiệu hóa virus.

Năm 2011, hai nhà khoa học, gồm Jennifer Doudna (Đại học Berkeley California) và Emmanuelle Charpentier (Đại học Umeå ở Thụy Điển), phát hiện họ có thể đánh lừa Cas9 bằng cách gán những đoạn mã gen do họ tạo ra và lúc đó enzyme sẽ tìm bất kỳ thứ gì có cùng đoạn mã gen như thế để tấn công, hủy diệt. Ngay sau đó năm 2013, Feng Zhang, một nhà khoa học ở Viện Broad, Boston công bố một nghiên cứu trên tạp chí Science cho rằng CRISPR/Cas9 có thể dùng để biên tập gen tế bào chuột hay tế bào người. Cùng lúc trên tạp chí này, George Church (Đại học Harvard) dùng một kỹ thuật CRISPR khác để biên tập tế bào người.

Như vậy về lý thuyết, các nhà khoa học đã có thể dùng hệ thống CRISPR/Cas9 để cắt bỏ bất kỳ gen nào ở bất kỳ đâu họ muốn. Từ đó công nghệ CRISPR được hoàn thiện, không những chỉ diệt gen xấu mà còn có thể thay gen tốt vào chỗ trống. Chỉnh sửa gen thật ra không mới nhưng công nghệ CRISPR là một cuộc cách mạng vì nhờ nó mà biên tập gen trở nên chính xác, dễ dàng và rẻ tiền. Ngày xưa để thay đổi một gen cần vài tuần đến vài tháng mày mò và chi phí lên vài chục ngàn đô la, nay chỉ cần vài giờ với chi phí chừng 75 đô la. Nghiên cứu trong lĩnh vực này bùng nổ; năm 2011 có chưa đầy 100 nghiên cứu về CRISPR còn năm 2017 có đến 14.000 nghiên cứu.

Biên tập gen để làm gì?

Các nhà khoa học đã xác định được những lĩnh vực mà biên tập gen có thể được ứng dụng. Đầu tiên là chỉnh sửa gen của các loại cây trồng để giúp chúng chống lại bệnh tật, thời tiết khắc nghiệt và nhiều chất dinh dưỡng hơn. Trong khi kỹ thuật biến đổi gen truyền thống cấy ghép gen từ vật này sang vật khác rất nhiêu khê, biên tập gen giúp tạo ra những tính chất mong muốn ở cây trồng nhanh hơn, chính xác hơn nhiều. Ở đây công cụ này cũng có thể gây tranh cãi như thực phẩm biến đổi gen tuy hiện nay cây trồng có một số gen bị xóa đi lại không chịu sự quản lý chặt chẽ như thực phẩm biến đổi gen.

Thứ đến, chỉnh sửa gen có thể giúp loại trừ các bệnh mang tính di truyền. Cho đến nay hướng đi này chỉ diễn ra trong phòng thí nghiệm vì chưa ai biết hủy diệt một gen “xấu” sẽ tác động như thế nào, biết đâu lại làm sản sinh ra ung thư hay bệnh mới. Ứng dụng kế tiếp có tiềm năng hơn: tạo ra các kháng sinh mạnh hơn. Cũng có một số nghiên cứu theo hướng nhắm đến các loại virus cụ thể như HIV.

Biên tập gen cũng có thể làm thay đổi toàn bộ một loài. Thông thường trong quá trình sinh sản một gen có thể được chuyển cho thế hệ sau cũng có thể không; nhưng dùng công nghệ CRISPR người ta có thể bảo đảm 100% rằng gen cụ thể nào đó sẽ được chuyển cho thế hệ kế tiếp. Bằng cách đó, các nhà khoa học có thể biên tập gen của muỗi sao cho chúng chỉ sinh ra muỗi đực. Nếu gen này được chuyển tiếp thành công xem như cả loài muỗi bị tận diệt. Dĩ nhiên, viễn cảnh đáng sợ này làm nảy sinh nhiều vấn đề mang tính chính trị, đạo đức nhiều hơn khoa học: ai dám tiêu diệt hẳn một loài.

Cuối cùng, biên tập gen sẽ giúp tạo ra các đứa trẻ hoàn thiện, không bệnh tật, thông minh như thiên tài, sức khỏe như lực sĩ. Đây là viễn cảnh thu hút sự chú ý và tranh luận của mọi người nhất vì nhìn qua chẳng khác nào nỗ lực của Đức quốc xã ngày trước khi muốn tạo ra giống người thượng đẳng. Tuy nhiên, khoa học ngày nay chưa có khả năng đó; ví dụ trí thông minh liên quan đến quá nhiều gen sắp xếp như thế nào để đạt được trí thông minh tối ưu vẫn là ẩn số.

Đó là lý do vì sao các nhà khoa học, mặc dù rất háo hức trước tiềm năng ứng dụng biên tập gen vẫn chọn cách tiếp cận thận trọng và dè dặt. Dù sao, nếu chúng ta quyết định xóa một gen di truyền nào đó mà thế hệ tương lai lại không muốn thì sao. Ai cho phép chúng ta quyết định thay cho hậu duệ của loài người. Nói cách khác, khi chưa biết làm sao để xác định một gen là “tốt” hay “xấu”, công nghệ chỉnh sửa gen vẫn sẽ nằm trên bàn tranh luận không ngơi. 

TIN BÀI LIÊN QUAN
In bài
Gửi bài cho bạn bè
CÙNG CHUYÊN MỤC