ThienNhien.Net – Antony Evans – chủ một doanh nghiệp công nghệ tại Mỹ, cùng các nhà sinh học Omri Amirav-Drory và Kyle Tayler (Mỹ) đang tìm cách tạo ra các loài cây phát sáng trong bóng tối có thể thay thế đèn đường. Dự án nghiên cứu này xuất phát từ ý tưởng cấy thêm gen từ vi khuẩn phát quang sinh học vào một loài hoa. Chia sẻ dưới đây của ông Antony Evans sẽ cho chúng ta thêm nhiều thông tin về dự án táo bạo và thú vị này.
– Từ những năm 80 của thế kỷ trước, các nhà khoa học đã sử dụng kỹ thuật di truyền để tạo ra cây đầu tiên có thể phát sáng trong bóng tối, đó là một cây thuốc lá được thêm gen của đom đóm. Xin ông cho biết mục đích của việc làm này là gì?
Ông Antony Evans: Tôi nghĩ ban đầu đây chỉ là một công trình mang tính kiểm chứng. Tuy nhiên sau đó, các nhà khoa học đã sử dụng nó để nghiên cứu nhiều thứ khác như sự phát triển của rễ chẳng hạn. Bây giờ thì thực sự nó đã được dùng cho mục đích nghiên cứu cơ bản.
– Quay trở lại dự án của mình, vì sao nhóm ông lại quyết định chọn dùng loài cây có hoa Arabidopsis thaliana?
Ông Antony Evans: Lý do cũng đơn giản thôi, vì loài cây này đã được giới hàn lâm nghiên cứu kỹ càng rồi. Nó cũng giống trường hợp ruồi giấm trong sinh học thực vật vậy. Vì có bộ gen ngắn nhất trong các loài thực vật (có hoa) nên Arabidopsis thaliana được “săn đón” rất nhiều.
– Nhóm ông đã thêm gen gì vào để cây có thể phát sáng?
Ông Antony Evans: Chúng tôi đang sử dụng gen từ một loại vi khuẩn biển tên là Vibrio fischeri.
– Quá trình tạo ra một cây phát sáng như thế nào, thưa ông?
Ông Antony Evans: Nhóm chúng tôi bắt đầu với Genome Complier – một phần mềm cho phép tìm kiếm và chỉnh sửa các trình tự gen trên một giao diện người dùng đồ họa.
Thông qua phần mềm này, chúng tôi đã tìm được bộ gen của vi khuẩn Vibrio fischeri, sau đó tiến hành mã hóa và tối ưu hóa gen, nghĩa là điều chỉnh trình tự gen để chúng có thể hoạt động trong cây thay vì trong vi khuẩn. Bước tiếp theo là tổng hợp DNA, “in” và gửi thông tin về chuỗi DNA ấy cho một công ty làm DNA qua email.
Sau khi nhận lại “hàng”, chúng tôi chèn DNA vào một số vi khuẩn được gọi là khuẩn Agrobacterium. Loại vi khuẩn này rất thông minh, nó tìm ra cách tự thay đổi gen cho mình và chèn DNA vào các giao tử cái của cây. Đem hạt từ những bông hoa đi trồng, chúng tôi sẽ có DNA mà mình đã thiết kế trên máy tính.
Việc nhóm chúng tôi đang tiếp tục thực hiện là dùng súng bắn gen để bắn nhanh DNA vào các tế bào thực vật. Những tế bào nhận được DNA sẽ sớm biểu hiện nó ra bên ngoài.
– Liệu sẽ có ngày loại cây phát sáng này thay thế được đèn đường?
Ông Antony Evans: Có thể chứ nhưng vẫn còn xa lắm. Vấn đề lớn nhất hiện nay là thời gian, chúng ta phải mất nhiều thời gian để đợi cây lớn lên. Tiến hành thử nghiệm trên cây rồi sử dụng các chất xúc tác khác nhau nhằm đạt được thành quả mong đợi mất không ít thời gian đâu. Chúng tôi cần tận dụng mọi loại hình công nghệ dù biết rằng những công nghệ có thể áp dụng hiện không nhiều: đầu tiên là công nghệ mô phỏng giúp mô phỏng các trình tự gen trên máy tính; thứ hai là công nghệ in sinh học giúp in lá và thử nghiệm trình tự gen trên lá thay vì đợi cây lớn lên; và ba là liệu pháp gen trên cây giúp điều chỉnh vị trí gen, từ đó thay đổi DNA của cây.
Theo tính toán sơ bộ, một cây phát sáng có độ che phủ khoảng 93 m2 sẽ phát ra lượng ánh sáng bằng một cột đèn đường.
– Ánh sáng phát ra từ loại cây này có mạnh không và có thể phát sáng trong bao lâu?
Ông Antony Evans: Ánh sáng sẽ xuất hiện vào buổi tối, trừ khi cây chết, song độ sáng cũng ở mức vừa phải thôi. Mục tiêu của nhóm chúng tôi là tạo ra một thứ tương tự như sơn phát quang trong bóng tối. Hãy thử vào một căn phòng tối, bạn sẽ cảm nhận được ánh sáng mà cây phát ra như thế nào. Hiện chúng tôi đang nỗ lực tối ưu hóa và tăng cường độ phát sáng của cây.
– Ông đã từng nói rằng cây phát sáng là một biểu tượng của tương lai, vậy tương lai mà ông nhắc đến ở đây là gì?
Ông Antony Evans: Đó chính là tương lai của sinh học tổng hợp. Chúng tôi tin rằng loại công nghệ này sẽ sớm trở nên phổ biến và ngày càng đến được với nhiều người hơn.
