Chỉnh sửa gen lựa chọn giới tính cho động vật để giảm sát sinh

Các nhà khoa học sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen để tạo ra những lứa chuột toàn cái hoặc đực và đang hướng đến loài gà, nhằm ngăn ngừa sát sinh vô tội vạ.

Ngành chăn nuôi gà có thể sẽ được ứng dụng đầu tiên. Ảnh: BBC.

Kỹ thuật này đang mở ra kỷ nguyên mới cho ngành chăn nuôi có thể ngăn chặn việc tiêu hủy hàng loạt con đực không mong muốn, gây tốn kém chi phí sản xuất hoặc không năng suất.

Bước đầu các nhà khoa học tại vương quốc Anh đã chọn tạo giới tính thành công theo ý muốn bằng kỹ thuật chỉnh sửa gen trên loài chuột được sử dụng trong các nghiên cứu. Nhóm nghiên cứu cho biết, họ sẽ tiến tới thử nghiệm đối với ngành chăn nuôi gà có thể giúp ngăn chặn việc giết mổ hàng triệu con gà con đực ở Anh vô tội bị tiêu hủy chỉ vì chúng... không biết đẻ trứng.

Hiện chính phủ Anh đang xem xét để tiến tới cấp phép việc chỉnh sửa gen được sử dụng cho ngành chăn nuôi trong nước.

Kỹ thuật mới mẻ này đã được đăng tải trên tạp chí khoa học Nature Communications, cho phép vô hiệu hóa một gen liên quan đến sự phát triển của phôi thai. Hệ thống có thể được lập trình để kích hoạt phôi đực hoặc cái ở ngay giai đoạn đầu tiên của phôi thai, mới hình thành được khoảng từ 16 đến 32 tế bào.

Các nhà nghiên cứu tin rằng, kỹ thuật này có thể ứng dụng rộng rãi đối với các loài vật nuôi lấy protein và họ đang thảo luận với Viện Roslin để thiết lập các nghiên cứu thí điểm, một động thái nền tảng tiên phong thế giới về chỉnh sửa gen vật nuôi.

Tiến sĩ Peter Ellis của Đại học Kent nói rằng, nếu kết quả được cho phép chuyển từ phòng thí nghiệm sang ứng dụng thương mại, chúng có thể có tác động "sâu rộng" đến phúc lợi động vật.

"Ước tính có từ bốn đến sáu tỷ con gà con trong ngành chăn nuôi gia cầm bị giết mỗi năm trên toàn thế giới. Về nguyên lý, chúng ta có thể thiết lập một hệ thống để thay vì phải tiêu hủy hàng loạt gà con sau khi chúng vừa mới nở ra đã phải chịu đau đớn, chết thảm thì những quả trứng này chỉ đơn giản là không được cho vào lò ấp nở", ông Peter cho hay.

Tiến sĩ James Turner, thuộc Viện Francis Crick ở thủ đô London thống kê từ 25.000 báo cáo nghiên cứu khoa học được xuất bản trong 5 năm qua yêu cầu cần có riêng chuột đực hoặc chuột cái. "Số lượng chuột được sử dụng trong mỗi trường hợp cụ thể là khác nhau, nhưng thường lên tới hàng trăm nghìn con. Kỹ thuật chỉnh sửa gen để chọn lựa giới tính này đã có tác động tức thì và rất có giá trị trong các phòng thí nghiệm khoa học", ông James nói.

Một báo cáo độc lập vừa được công bố vào đầu tuần này cho biết, phúc lợi động vật phải là trọng tâm của bất kỳ sự nới lỏng nào của các luật lệ cho phép chỉnh sửa gen trên động vật trang trại.

Một trong những tác giả của báo cáo, ông Peter Stevenson, cố vấn chính sách hàng đầu của Tổ chức Compassion in World Farming (tạm dịch: Nhân từ trong Nông nghiệp Thế giới), nói rằng ông "thận trọng/cảnh giác" với việc chỉnh sửa gen nói chung, vì nó có thể bị lạm dụng để thao túng/lôi kéo các cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm. Tuy nhiên ông hết sức hoan nghênh khả năng ứng dụng của nó để chọn lựa giới tính cho gà.

"Chúng tôi ủng hộ việc sử dụng nó để cải thiện phúc lợi động vật, chẳng hạn như đảm bảo rằng gà mái chỉ sinh ra chỉ toàn gà cái con, vì điều này sẽ ngăn chặn việc giết hại hàng triệu gà con không mong muốn ở Anh mỗi năm".

Barney Reed thuộc Tổ chức thiện nguyện RSPCA nói rằng, công nghệ này phải được quản lý một cách chặt chẽ. "Điều này đặc biệt thích hợp khi rất nhiều 'lợi ích' tiềm năng được chào hàng là để giải quyết các vấn đề về phúc lợi động vật hoặc môi trường do chính con người tạo ra", vị này phát biểu.

Tiến sĩ Ellis đồng ý với quan điểm này, cho biết: "Bất kỳ mục đích sử dụng tiềm năng nào trong nông nghiệp, sẽ cần có các cuộc đối thoại và tranh luận rộng rãi, cũng như thay đổi luật pháp. Về mặt khoa học, còn nhiều việc phải làm trong nhiều năm. Cần phải nghiên cứu thêm, trước tiên là phát triển các bộ công cụ chỉnh sửa gen cụ thể cho các giống loài khác nhau, sau đó để kiểm tra xem chúng có an toàn và hiệu quả hay không", tiến sĩ Ellis nói.

Vận hành ra sao?

Động vật có vú là con đực hay con cái đều do nhiễm sắc thể giới tính quyết định. Con cái có một cặp nhiễm sắc thể X - một thừa hưởng từ mẹ và một thừa hưởng từ cha. Tuy nhiên, con đực (nam giới) có một nhiễm sắc thể X từ mẹ và một nhiễm sắc thể Y từ cha.

Với nguyên lý này, các nhà nghiên cứu đã có thể ngăn chặn phôi chuột XX hoặc XY phát triển bằng cách vô hiệu hóa một gen, kết quả là ngăn không cho phôi tiến triển ngay từ giai đoạn rất sớm với khoảng 16 đến 32 tế bào.

Họ có thể lựa chọn giới tính bằng cách nhúng một nửa phân tử chỉnh sửa gen, được gọi là Crispr-Cas9, loại phân tử này sẽ vô hiệu hóa gen vào DNA của mẹ và phần kia vào nhiễm sắc thể X hoặc Y của cha, tùy thuộc vào giới tính được yêu cầu.

Gen chỉ có thể bị vô hiệu hóa nếu cả hai phần của Crispr-Cas9 được kết hợp với nhau. Nếu một nửa phân tử chỉnh sửa gen của cha nằm trên nhiễm sắc thể Y của con đực, một khi nó kết hợp với ADN của mẹ chứa nửa phân tử chỉnh sửa còn lại, thì phôi XY đực tạo thành sẽ có cả hai phần của phân tử làm vô hiệu hóa gen, ngăn cản thêm sự phát triển. Nhưng tất cả các phôi cái, đều không thừa hưởng phân tử từ cha, sẽ phát triển bình thường. Đối với một lứa nở con toàn đực, một nửa Crispr-Cas9 được nhúng vào nhiễm sắc thể X của bố.