Công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR/Cas 9 lần đầu được nhà khoa học Việt áp dụng tạo ra giống đậu tương mới có lượng đường khó tiêu thấp hơn 25%.
Công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR/Cas 9 hay còn gọi lại "chiếc kéo phân tử" cho phép các nhà khoa học lựa chọn gene tốt để phát triển. Từ năm 2019, PGS.TS Phạm Bích Ngọc và cộng sự tại Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam bắt đầu tiếp cận và sử dụng chỉnh sửa gene trên cây đậu tương.
PGS Ngọc và cộng sự đặt mục tiêu tạo đột biến các gene mã hóa cho enzyme Galactinol Synthase trong đậu tương để có thể giảm lượng đường khó tiêu. Nhóm nghiên cứu đã tìm cách đưa vi khuẩn vào trong tế bào chủ để "kéo phân tử" có thể nhận biết và tìm đến đúng đoạn gene cần cắt. Phương pháp này giúp hạn chế tổn thương tế bào, bản lặp của gene chuyển so với phương pháp cắt thông thường. Cây đậu tương mang đột biến tiếp tục được sàng lọc, đánh giá tác động đột biến, đặc điểm sinh trưởng, phát triển và khả năng giảm lượng đường khó tiêu.
Kết quả phân tích của Viện nghiên cứu di truyền thực vật và cây trồng Đức về hóa sinh, nhóm ghi nhận 4 dòng đậu tương đột biến có tổng hàm lượng đường khó tiêu thấp hơn so với hạt của cây không mang đột biến ít nhất 25%. Đột biến có lợi này được xác định có khả năng duy trì trong các thế hệ tiếp theo. Kết quả được công bố trên tạp chí Frontiers in Plant Science.
PGS Ngọc cho biết, công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 cho phép thay đổi ADN của sinh vật, là phương pháp hiệu quả và chính xác trong tạo đột biến phục vụ chọn tạo giống cây trồng. Hệ thống này giúp cắt chính xác các phân đoạn DNA tại vị trí nhất định trong hệ gene và tạo hiện tượng mất, chèn đoạn hoặc thay thế vào đó những trình tự ADN mới.
Sau khi chọn được vị trí cần chỉnh sửa trong hệ gene của tế bào chủ, cấu trúc CRISPR/Cas9 được thiết kế và chuyển vào tế bào cắt sửa gene để tạo các dòng tế bào, cây đột biến.
"Điều quan trọng nhất trong nghiên cứu này để làm chủ được công nghệ là thiết kế "kéo phân tử" chứa các trình tự định hướng và chuyển được các cấu trúc này vào giống đậu tương ĐT26 trong nước, tạo đột biến", TS Đỗ Tiến Phát, thành viên nhóm nghiên cứu nói. Ông cho biết, mỗi giống đậu tương có phản ứng khác nhau với quy trình chuyển gene, ngoài ra trình tự các gene trên các giống cũng có thể xuất hiện những thay đổi nhất định, vì vậy cần phân tích kỹ trình tự gene cũng như tối ưu quy trình cho phù hợp với mỗi đối tượng.
Mỗi năm Việt Nam nhập khẩu hơn 90% đậu tương chủ yếu phục vụ chế biến thức ăn chăn nuôi. Làm chủ công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR/Cas9 và bước đầu áp dụng thành công trên đậu tương, nhóm nghiên cứu mong muốn đưa công nghệ để tạo ra những giống cây kháng bệnh cao và chống chịu điều kiện môi trường bất lợi. Ngoài hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 trên thực vật, nhóm cũng đang nghiên cứu chỉnh sửa gene trên vi sinh vật ứng dụng trong nông nghiệp và y dược.
Nguyễn Xuân
