Phương pháp thuộc công nghệ gen

Công nghệ gen là gì? Trong tiếng Anh, công nghệ gen được gọi là Genetic Engineering. Ngoài ra, một số những khái niệm như Gene technology, genetic modification, gene technology cũng đều nói về kỹ thuật gen trong công nghệ sinh học hiện đại.

Nói một cách khái quát, công nghệ gen là quy trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi hoặc có thêm gen mới. Quá trình này liên quan đến việc con người sử dụng các kỹ thuật trong sinh học tác động và tạo ra các biến đổi trên vật liệu di truyền nhằm đáp ứng mục đích nào đó. 

Ví dụ như mục đích chuyển gen từ một sinh vật này sang một sinh vật khác của một giống loài khác là để cho loài sau thừa hưởng những đặc tính tốt của loài trước, giúp tăng năng suất và hiệu quả của giống loài đó.

“Công nghệ gen là quá trình sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp (rDNA) để thay đổi cấu trúc di truyền của một sinh vật.”

Công nghệ gen có đặc điểm gì?

Theo định nghĩa công nghệ gen là gì thì công nghệ gen không phải là công nghệ sinh học, nó chỉ là một nhánh của công nghệ sinh học hiện đại. Từ khi công nghệ gen phát hiện mọi sinh vật đều sử dụng cùng một mã hóa gen, các nhà di truyền học đã tìm được cách tăng cường hoặc xóa bỏ một số đặc điểm đặc biệt của một sinh vật, dựa trên mục đích muốn duy trì hay phá bỏ.  

Công nghệ gen sử dụng một loạt các kỹ thuật nhằm kiểm soát hoặc chỉnh sửa gen. Đặc biệt là di chuyển chúng giữa các loài sinh vật vốn chẳng có gì liên quan đến nhau, được gọi là công nghệ tái tổ hợp DNA.

Chẳng hạn, gen từ một loài thực vật có thể được đưa vào cơ thể của một động vật, hoặc ngược lại, có thể chuyển gen từ động vật sang một thực vật, hoặc đưa gen của các vi sinh vật vào cơ thể của thực vật và ngược lại. Những sinh vật mới được tạo ra theo cách này sẽ được gọi là sinh vật biến đổi gen.

Hiện nay, công nghệ gen được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực thực phẩm trồng trọt, động vật chăn nuôi ở các trang trại. Ví dụ như nghiên cứu gen để đảm bảo gà không thể truyền bệnh cúm gia cầm sang các loài chim hoặc gia súc không thể phát triển các virus truyền nhiễm gây ra bệnh “bò điên”.

Trong thực vật, áp dụng công nghệ gen để tạo ra những cây trồng biến đổi gen như ngô, đậu tương nhằm mục đích tăng năng suất cây trồng, hoặc giúp cây trồng có tuổi thọ lâu hơn, hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu.

Ngoài ứng dụng trong ngành nuôi trồng, công nghệ gen còn có các ứng dụng khác nữa. Trong y học, liệu pháp gen sẽ áp dụng cho những bệnh nhân bị những bệnh liên quan đến việc tạo thành gen.

Nó cũng được sử dụng để tạo ra những loại vắc xin và thuốc mới, hoặc để vẽ bản đồ gen người để chẩn đoán bệnh hiệu quả hơn, tạo ra đột phá trong điều trị bệnh nhân.

Ngoài ra, trong y học, công nghệ gen tạo ra những động vật biến đổi gen như là nguồn cung cấp nội tạng và mô trong y tế.

Những ứng dụng công nghệ gen trong đời sống 

Là thành tựu từ năm 1980, biến đổi gen ngày nay được ứng dụng phổ biến trong cuộc sống. Người ta có thể thêm hoặc bỏ bớt gen, lấy gen từ sinh vật khác chuyển vào vật mong muốn.

Trong đó, cây trồng biến đổi gen là một trong những kết quả phổ biến nhất của công nghệ gen hiện nay. Nhờ kỹ thuật này, người sản xuất có thể tạo ra giống cây trồng như mong muốn, mà không tốn nhiều thời gian.

Về mặt nguyên tắc, kỹ thuật này chỉ tiến hành biến đổi ở những gen không liên quan đến giá trị dinh dưỡng của thực phẩm, hoặc nếu có thì sẽ tác động theo hướng tăng cường hàm lượng dinh dưỡng. Vì thế cây trồng biến đổi gen sẽ giúp người sản xuất tăng năng suất, chất lượng sản phẩm đồng thời tăng sức sống của cây trồng, vật nuôi dưới tác động của dịch bệnh hoặc thuốc diệt cỏ.

Các loại thực phẩm như ngô, khoai, cà chua, bí đỏ, đậu nành, đu đủ, dưa hấu… là những điển hình trong việc áp dụng công nghệ biến đổi gen. Ngoài tăng năng suất, tăng đề kháng và tăng khả năng chịu đựng với thuốc diệt cỏ, cây trồng biến đổi gen còn nhằm mục đích thu được màu sắc đẹp hơn, vòng đời lâu hơn.

Mặc dù công nghệ gen tạo ra nhiều đột phá và chiếm ưu thế rõ rệt, nhưng ngày nay nhiều người đặt ra câu hỏi, về việc các sản phẩm đến từ công nghệ gen có gây hại cho người sử dụng hay không?

Những người ủng hộ công nghệ gen và sản phẩm biến đổi gen cho rằng, công nghệ gen có giúp tăng năng suất nông nghiệp, giảm ứng dụng phân bón, giúp các cây trồng có khả năng kháng bệnh và sống lâu hơn. Từ đó giúp ngành nông nghiệp tăng năng suất, thúc đẩy thu nhập và giúp giải quyết nạn đói, nghèo của nhiều quốc gia.

Ngược lại, nhiều người phản đối liệt kê một loạt các mối quan tâm xung quanh công nghệ gen, bao gồm phản ứng dị ứng, đột biến gen, kháng kháng sinh và thiệt hại môi trường tiềm ẩn.

Các nghiên cứu chỉ ra, thực phẩm biến đổi gen có thể gây ra các vấn đề lâu dài. Nhiều thực phẩm biến đổi gen kháng thuốc diệt cỏ dẫn thuốc diệt cỏ độc hại lại được dùng nhiều hơn mỗi năm. Điều này không chỉ gây nguy hại đối với môi trường, kéo dài có thể gây ảnh hưởng lên hệ sinh thái.

Bởi vậy để đảm bảo an toàn, theo Cơ quan Quản lý dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA), các loại thực vật biến đổi gen cần phải đáp ứng quy định an toàn như các loại thực phẩm không biến đổi gen. Cũng không thể đưa ra kết luận giống nhau về tất cả các sản phẩm biến đổi gen, vì thế cần được kiểm tra, đánh giá từng loại cụ thể.

Hy vọng bài viết trên giúp bạn hiểu hơn về công nghệ gen là gì, đặc điểm cũng như tác động của công nghệ gen, cụ thể là những sản phẩm từ công nghệ gen có ưu nhược gì để bạn có lựa chọn phù hợp trong đời sống.

Nguyễn Lý

Cập nhật vào: Thứ sáu - 04/10/2019 04:33 Cỡ chữ

 

Công nghệ gen là một phân nhánh nằm trong công nghệ sinh học, là tập hợp tất cả các ứng dụng công nghệ sử dụng các hệ thống sinh học, sinh vật sống hoặc dẫn xuất của chúng. Di truyền học sử dụng biến đổi ADN và một loạt các công nghệ ngày càng được hoàn thiện để tăng cường các phẩm chất của cây trồng và vật nuôi thông qua lựa chọn và sinh sản. Có nhiều hướng khác nhau trong di truyền học, tùy thuộc vào các ứng dụng:

* Giải trình tự ADN: xác định trình tự của các cặp bazơ trong chuỗi xoắn kép của một phân tử ADN bằng cách sử dụng các phản ứng hóa học.

* Nhân bản: tạo một bản sao của đoạn ADN, một tế bào hoặc toàn bộ sinh vật.

* Chuyển gen cùng loài (Cisgenesis): biến đổi gen trực tiếp, bằng cách chỉ sử dụng gen của chính loài đó.

* Chuyển gen khác loài (transgenesis): biến đổi gen trực tiếp bằng cách sử dụng gen của loài khác.

* Sử dụng các gen chỉ thị và sinh vật biến đổi gen để lai chéo nhanh chóng các đặc điểm mong muốn thông qua phương pháp cisgenesis.

* Bất hoạt gen: biến đổi gen trực tiếp để làm cho một gen của một sinh vật không hoạt động.

* Di truyền học biểu sinh (Epigenetics): nghiên cứu ảnh hưởng của những biến đổi di truyền thuận nghịch ở chức năng gen xảy ra mà không có những thay đổi ở trình tự DNA trong nhân. Di truyền học cũng nghiên cứu các quá trình ảnh hưởng đến sự phát triển của một sinh vật.

Các ứng dụng của di truyền học dường như vô hạn. Dưới đây chỉ là một số ứng dụng tiêu biểu:

* Làm cho cây trồng có sức đề kháng với những mối đe dọa và nguy hiểm như thuốc diệt cỏ, côn trùng, virus, hạn hán, nhiễm mặn và lạnh.

* Tăng sản lượng mong muốn cho mỗi vụ. Bổ sung thêm phức hợp gen thực vật C4 (Thực vật sử dụng cơ chế cố định các-bon C4 được gọi là thực vật C4. Cố định các-bon C4 là phương pháp được thực vật trên đất liền sử dụng để “cố định” điôxit các-bon để sản xuất đường thông qua quang hợp. Những cây thuộc nhóm thực vật C4 ví dụ như: mía, ngô, cỏ gấu, rau dền…) vào thực vật C3 (Thực vật chỉ tồn tại theo kiểu cố định các-bon C3 được gọi là thực vật C3. Cố định các-bon C3 là kiểu trao đổi chất để cố định các-bon trong quang hợp ở thực vật. Thực vật C3, có nguồn gốc từ đại Trung Sinh và đại Cổ sinh, xuất hiện trước thực vật C4 và hiện vẫn chiếm khoảng 95% sinh khối thực vật của Trái đất. Những cây thuộc nhóm thực vật C3 ví dụ như: lúa, khoai, sắn, đậu…) có thể rất quan trọng, vì sẽ phát triển được các loại cây trồng nông nghiệp có khả năng sản sinh ra một phần quan trọng trong việc tự thụ phấn thông qua cố định đạm.

* Cải thiện chất lượng thực phẩm bằng cách nâng cao giá trị dinh dưỡng hoặc chất lượng của hương vị, mùi, màu sắc và hình thức.

* Cải thiện tính phù hợp của thực vật và những phần bỏ đi của thực vật cho nhiên liệu sinh học thế hệ mới.

* Hướng tới những thay đổi trong thời kỳ thu hoạch cây trồng, hoặc theo cách sinh sản: biến đổi cây trồng dựa trên sinh sản sinh dưỡng (chẳng hạn như khoai tây) để làm cây trồng mọc lại.

* Kích thích vi sinh vật sản xuất các chất mong muốn (các protein cụ thể, nhiên liệu, v.v…).

* Hiện tại biểu sinh cũng được sử dụng trong nghiên cứu để chống trầm cảm và nghiện ngập bằng cách biến đổi gen. Biểu sinh giúp chúng ta hiểu sâu hơn về cách thức ăn ảnh hưởng đến sự tiến triển bệnh ở người và động vật. Sau cùng, nó có thể giúp điều chỉnh thực phẩm để phù hợp tối ưu với tình trạng sức khỏe của con người và động vật.

ADN của hầu hết các loài thực vật đều đã được lập bản đồ, cho phép người nông dân thúc đẩy phát triển quá trình kháng bệnh của cây tốt hơn. Bằng cách lập ngày càng nhiều bản đồ số lượng bộ gen, sẽ có thể tạo ra các quần thể tùy chỉnh gồm các cá thể động vật và thực vật phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Một số ví dụ như: bò tiết sữa có chứa hàm lượng cao các axit béo không bão hòa và khoai tây có chứa một loại tinh bột khoai tây chuyên biệt hoặc có một chất đề kháng với một bệnh cụ thể. Phương pháp này sẽ thúc đẩy sản xuất bền vững: tăng sức đề kháng của cây trồng chống lại các bệnh cụ thể cũng đồng nghĩa với việc người nông dân dùng thuốc trừ sâu ít hơn. Các nghiên cứu cũng đang được tiến hành để tạo ra các giống cây trồng ở những khu vực trước đây được coi là không phù hợp để những cây trồng này sinh trưởng. Rõ ràng, di truyền có thể góp phần tạo ra một nền kinh tế sinh học.

Trong tương lai, khó xác định được tác động của di truyền học. Lý do là vì xã hội vẫn e ngại công nghệ này do những vấn đề về đạo đức. Những điều luật quy định chặt chẽ của châu Âu làm cản trở nghiên cứu, trong khi chính sách của Hoa Kỳ và các nước châu Á lại lỏng lẻo hơn nhiều. Ngoài ra, các nhà sản xuất đang ngày càng không quan tâm tới phát triển công nghệ gen thông qua các bằng sáng chế và giấy phép. Hiện tại, quyền sở hữu trí tuệ vật liệu thực vật (biến đổi) đang diễn ra tranh chấp. Kết quả của trận chiến này sẽ quyết định ai sẽ là người dẫn đầu trong công nghệ gen trong tương lai.

P.A.T (NASATI)