Làm chủ công nghệ chỉnh sửa hệ gen ứng dụng trong nông nghiệp

Công nghệ chỉnh sửa gen là một thành tựu mang tính đột phá của khoa học, đóng góp rất lớn cho các nghiên cứu cơ bản và ứng dụng trong những năm qua. Nhờ vậy, giải Nobel về Hóa học đã được trao tặng hai nhà khoa học nữ đặt nền móng cho việc ứng dụng thành công hệ thống CRISPR/Cas trong nghiên cứu chỉnh sửa hệ gen vào năm 2020.

Hiện nay, công nghệ này được xem là phương pháp hiệu quả nhất sử dụng trong cải tạo giống cây trồng bởi nó cho phép tạo ra các đột biến theo định hướng, có thể tác động tới nhiều gen cùng một lúc và đặc biệt là các đột biến không mang theo bất cứ trình tự DNA ngoại lai trong hệ gen.

Kể từ khi được khám phá vào năm 1987, CRISPR/Cas đang được ứng dụng rộng rãi trên nhiều đối tượng nghiên cứu khác nhau như vi sinh vật, thực vật, động vật và cả trên tế bào người.

Viện Công nghệ sinh học (IBT) và Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội (USTH) trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam là những đơn vị đầu ngành về công nghệ tế bào và công nghệ gen thực vật tại Việt Nam.

Hơn 20 nhà khoa học của hai đơn vị đã hợp tác, tiếp cận, phát triển công nghệ chỉnh sửa gen thông qua hệ thống CRISPR/Cas từ năm 2017. Trong đó có TS Đỗ Tiến Phát thuộc IBT đã tham gia nghiên cứu và phát triển hệ thống CRISPR/Cas trong chỉnh sửa hệ gen thực vật tại phòng thí nghiệm Đại học Missouri, Mỹ. Đây là phòng thí nghiệm hàng đầu về sinh học phân tử thực vật trên thế giới.

Khi trở lại Việt Nam công tác, TS Đỗ Tiến Phát tiếp tục phát triển và ứng dụng thành công công nghệ này trên nhiều đối tượng cây trồng khác nhau.

Còn tại Trường USTH, nhóm các nhà nghiên cứu của trường đã được đào tạo về công nghệ chỉnh sửa gen thông qua các khóa tập huấn của Trung tâm Hợp tác quốc tế về nghiên cứu nông nghiệp vì sự phát triển (CIRAD) và Viện Nghiên cứu phát triển (IRD) tại Pháp. Với nền tảng đó, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc làm chủ công nghệ này.

Chia sẻ về thành công của việc làm chủ công nghệ chỉnh sửa hệ gen ứng dụng trong nông nghiệp, TS Tô Thị Mai Hương - Phó trưởng ban Nghiên cứu, đổi mới và chuyển giao công nghệ, Trường USTH, thành viên của nhóm nghiên cứu công nghệ này cho biết, tại Việt Nam, công nghệ chỉnh sửa gen đã được ứng dụng vào lĩnh vực nông nghiệp, chủ yếu cho các cây trồng trọng điểm như lúa, ngô, cà chua, đu đủ, dưa chuột và đã có những cải thiện đáng kể về năng suất, chất lượng, khả năng chống chịu mặn và hạn hán.

Tuy nhiên, tại Việt Nam, chúng ta chưa có hành lang pháp lý cho các sản phẩm chỉnh sửa gen nên các nghiên cứu vẫn chỉ được triển khai trong phòng thí nghiệm. Các nhà khoa học trong lĩnh vực này rất mong các bộ, ngành sớm xây dựng đưa ra quy chế quản lý cho sản phẩm chỉnh sửa gen để có thể sớm đưa kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất cũng như được thương mại hóa trên thị trường.

“Nhằm huy động tối đa nguồn nhân lực và cơ sở vật chất của hai bên, các thành viên của 2 đơn vị nghiên cứu đã bắt đầu hợp tác chặt chẽ trong các dự án lớn cấp viện hàn lâm, cấp Nhà nước cũng như dự án tài trợ của doanh nghiệp.

Nhóm nghiên cứu đang tập trung vào ứng dụng hệ thống CRISPR/Cas để nghiên cứu chức năng gen và cải tạo giống cây trồng với các tính trạng quan trọng như tăng năng suất, chất lượng, chống chịu với sâu bệnh và ngoại cảnh bất lợi”, bà Hương nói.

Cũng theo bà Hương, nhóm nghiên cứu cũng đang đẩy mạnh hợp tác với các trường, viện nghiên cứu hàng đầu trên thế giới nhằm tiếp tục cập nhật công nghệ chỉnh sửa hệ gen CRISPR/Cas, các công nghệ chỉnh sửa gen khác như: Base editing, Prime editing... và mở rộng các đối tượng ứng dụng trên cây trồng khác nhau.