Tạo lợn siêu nạc bằng chỉnh sửa gen

Những con lợn “bắp cơ đôi” này được tạo nên bằng công nghệ chỉnh sửa một gen đơn. Sau tác động chỉnh sửa, lợn sẽ có sợi cơ và búi cơ phát triển mạnh hơn.

Lợn “bắp cơ đôi”

Những năm qua, bò BBB của Bỉ là giống bò thịt siêu nạc khác thường được chọn tạo qua nhiều thập kỷ. Hiện một nhóm các nhà khoa học của Hàn Quốc và Trung Quốc tuyên bố đã tạo được lợn siêu nạc nhờ sử dụng kỹ thuật nhanh hơn nhiều.

Những con lợn “bắp cơ đôi” này được tạo nên bằng công nghệ chỉnh sửa một gen đơn. Sự thay đổi này ít gây xáo động hơn so với công nghệ chuyển gen truyền thống (tức là các gen của loài này được cấy vào loài khác). Do đó, những người tạo ra loại hình lợn này hy vọng chúng có thể là những con vật đầu tiên được tạo từ công nghệ chỉnh sửa gen sẽ được chấp thuận cho con người tiêu thụ.

Theo Jin-Soo Kim (nhà sinh học phân tử Trường Đại học Quốc gia Seoul, người đứng đầu công trình), việc chỉnh sửa gen của nhóm chỉ là thúc đẩy quá trình (ít nhất về mặt nguyên lý) cho xảy ra nhanh hơn tự nhiên mà thôi (nếu không, cũng phải mất nhiều thập kỷ).

Những động vật không bị tác động bởi công nghệ gen thì được mọi người trên thế giới chấp nhận tiêu thụ vì không lo những ảnh hưởng bất lợi về môi trường và sức khỏe. Cá hồi Bắc Đại Tây Dương được chuyển gen đã “ngắc ngoải” trong suốt 20 năm bởi quy định của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ.

Kim và các đồng sự tin rằng với kỹ thuật chỉnh sửa gen của họ là làm vô hiệu hóa (hoặc knock out) một gen đơn sẽ tránh được tình trạng trên.

Những công bố về áp dụng chỉnh sửa gen trong nông nghiệp cũng bao gồm cả việc tạo ra những con bò không sừng (bò có sừng sẽ khó cầm cột, mà muốn loại bỏ sừng thì phải đốt gây đau đớn cho con vật). Bằng kỹ thuật gen, có thể tạo nên những con lợn miễn dịch với virus bệnh dịch tả lợn châu Phi.

Điều cốt lõi của việc tạo nên những lợn “bắp cơ đôi” là gây đột biến trong gen myostatin (MSTN). MSTN ức chế sự sinh trưởng của tế bào cơ, giữ cho kích thước cơ bắp ở trạng thái được kiểm soát. Nhưng khi MSTN bị đột biến (đã có ở bò, chó và người), các tế bào cơ bắp tăng sinh, tạo nên những sợi cơ và búi cơ phát triển mạnh hơn, có khối lượng cơ bắp và sức mạnh lớn hơn so với những cá thể bình thường (ví dụ ở những vận động viên thể hình). Điều này giúp việc trao đổi chất trong cơ thể diễn ra cũng nhanh hơn bình thường. 

Ông Kim hy vọng sẽ tiếp thị tinh dịch lợn chỉnh sửa gen cho người chăn nuôi ở Trung Quốc, nơi mà nhu cầu về thịt lợn đang tăng và ở đó, khí hậu cũng thích hợp cho kế hoạch của ông. Trung Quốc đang đầu tư mạnh mẽ cho việc chỉnh sửa gen và hệ thống luật lệ cũng không nghiêm ngặt lắm. Các nhà điều hành sẽ thận trọng, nhưng có thể có sự miễn trừ nào đó với công nghệ gen nếu không tiến hành chuyển gen. Và ông Kim tin rằng Trung Quốc sẽ đi đầu trong vấn đề này.

Để gây đột biến này ở lợn, Kim và các đồng sự đã dùng công nghệ chỉnh sửa gen, được gọi là TALEN (đính một enzym cắt DNA vào một protein gắn DNA). Protein này giúp cho enzym cắt trở thành một gen đặc thù bên trong tế bào, ở đây là trong MSTN, và sau đó thì cắt. Hệ thống sửa chữa tự nhiên của tế bào đính DNA trở lại với nhau, nhưng trong quá trình này, một số cặp base thường bị loại bỏ hoặc được cộng thêm nên làm cho gen trở nên bất bình thường.

Nhóm nghiên cứu đã chỉnh sửa những tế bào thai lợn. Sau khi lựa chọn một tế bào để chỉnh sửa, họ dùng TALEN “knock out” cả hai bản sao của gen MSTN, cấy sang một tế bào trứng, từ đó đã tạo ra được 32 lợn nhân bản.

Tuy Kim và đồng sự chưa công bố chính thức thành tựu của họ, nhưng qua những bức ảnh, cho thấy kiểu hình đặc trưng của những lợn này là có “bắp cơ đôi”, rõ nhất là những bắp cơ ở phần mông sau.

Qua khảo sát bước đầu, nhận thấy bắp cơ đôi ở lợn mang lại nhiều lợi nhuận cũng tương tự như bắp cơ đôi ở bò, ví dụ sản lượng thịt nạc ở mỗi con lợn sẽ nhiều hơn. Tuy vậy, nhóm nghiên cứu cũng chia sẻ thêm một vài vấn đề. Ví dụ, lợn mẹ đẻ khó do tầm vóc lợn con sơ sinh to quá và chỉ có 13 trong số 32 lợn sống đến 8 tháng tuổi, trong số này, có 2 con vẫn đang sống và chỉ có 1 con là khỏe mạnh.

Thay vì cố gắng sản xuất thịt từ những lợn này, Kim và các đồng sự có kế hoạch sử dụng chúng cung cấp tinh dịch để bán cho người chăn nuôi dùng phối giống cho những lợn bình thường khác. Lợn con sinh ra (từ một lợn có gen MSTN được chỉnh sửa và một lợn có gen bình thường) tuy ít thịt nạc hơn, nhưng sẽ khỏe mạnh hơn.

Nhóm nghiên cứu cũng đang tiến hành một thí nghiệm khác tương tự, nhưng dùng công nghệ chỉnh sửa gen mới hơn (gọi là CRISPR/Cas9). Cuối tháng 9/2015, nhóm nghiên cứu công bố sử dụng các kỹ thuật chỉnh sửa gen khác nhau để tạo nên những giống mới có “bắp cơ đôi” cho bò, cừu.

Vì việc chỉnh sửa gen là một hiện tượng tương đối mới nên các nước chỉ mới bắt đầu tìm cách kiểm soát chúng trong lĩnh vực cây trồng và động vật nông nghiệp. Có một số biểu hiện cho thấy các chính phủ sẽ đánh giá chúng một cách khoan dung hơn so với các dạng cải biến gen truyền thống: Những điều luật của Hoa Kỳ và Đức đã công bố rằng một số ít cây trồng chỉnh sửa gen nằm ngoại phạm vi kiểm soát của họ vì không có một DNA nào mới được cấy vào genome.