Chỉnh sửa gen là công cụ quan trọng nhằm giảm thiểu nạn đói trên toàn thế giới

Một phần mười dân số thế giới – tức khoảng 811 triệu người – đã được chẩn đoán là thiếu dinh dưỡng trầm trọng vào năm 2020. So với năm trước đó, con số tăng thêm là 161 triệu người bằng với tổng của số người tăng thêm của 5 năm trước đó cộng lại. Ảnh hưởng của nạn đói trên thế giới được ghi nhận rõ ràng nhất ở khu vực Châu Á, Châu Mỹ Latinh, vùng Caribbean và Châu Phi – nơi mức gia tăng được xem là kỉ lục vào năm 2020. Không còn nghi ngờ gì nữa, khi Covid đã gây cản trở việc hiện thực hoá mục tiêu chấm dứt nạn đói toàn cầu vào năm 2030. Sự gia tăng số người thiếu dinh dưỡng nêu trên đã khiến chúng ta bỏ xa khỏi các mục tiêu đó, ước tính khoảng 660 triệu người. Bị cản trở bởi đại dịch COVID-19, sự gia tăng mạnh mẽ này đồng nghĩa với việc chúng ta đã đi rất xa khỏi mục tiêu năm 2030 là chấm dứt nạn đói trên thế giới. Nếu không có gì thay đổi, thì chúng ta sẽ mất đi 660 triệu người so với mục tiêu này. Trong số 660 triệu người đó, 30 triệu người có thể do chịu ảnh hưởng của đại dịch. Tuy nhiên, theo báo cáo an ninh lương thực mới nhất từ nhiều cơ quan của Liên hợp quốc, biến đổi khí hậu, xung đột và suy thoái kinh tế được xem là những nguyên nhân chính gây mất an ninh lương thực toàn cầu. Nghèo đói và bất bình đẳng cũng góp phần làm gia tăng cuộc khủng hoảng.

Với dân số thế giới được dự đoán sẽ tăng lên gần 10 tỷ người vào năm 2050, tác động của tình trạng mất an ninh lương thực toàn cầu sẽ ngày càng trầm trọng hơn. Cần phải nhanh chóng thay đổi điều gì đó. 

Chỉnh sửa gen có tiềm năng tạo ra các loại cây trồng giàu chất dinh dưỡng, năng suất cao hơn, có khả năng chống lại bệnh tật, biến đổi khí hậu và dịch hại. Công nghệ này đã được báo trước như một cuộc cách mạng tiềm năng về sản xuất lương thực toàn cầu, nhưng liệu đó có thể là giải pháp để chấm dứt nạn đói trên thế giới?

CHỈNH SỬA GEN LÀ GÌ?

Công nghệ chỉnh sửa gen đã xuất hiện từ cuối thế kỷ trước nhưng việc ứng dụng công nghệ này chỉ mới thực sự bùng nổ trong những năm gần đây. Công nghệ chỉnh sửa gen liên quan đến việc cắt DNA tại một điểm cụ thể nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc loại bỏ, bổ sung, sửa đổi hoặc thay thế vật liệu di truyền.

Về cơ bản, điều này cho phép các nhà khoa học tùy chỉnh DNA của các sinh vật sống – kỹ thuật này có thể được sử dụng để vô hiệu hóa các gen được xác định, sửa các đột biến cũng như thay đổi hoạt động của các gen. Công dụng của công nghệ chỉnh sửa gen vượt xa cả lĩnh vực nông nghiệp, cũng như hỗ trợ việc điều tra và điều trị các bệnh như ung thư, HIV và COVID-19.

Có một số phương pháp tiếp cận tới công nghệ chỉnh sửa gen, nhưng có lẽ công cụ mạnh nhất là “chiếc kéo di truyền” CRISPR / Cas9 – cho phép các nhà khoa học cắt DNA theo cách nhanh hơn, ít tốn kém hơn và chính xác hơn. Giáo sư Nigel Halford từ viện nghiên cứu Rothamsted chia sẻ với IFLScience: “Đây thực sự là công cụ thay đổi cuộc chơi.” 

CHỈNH SỬA GEN CÓ GIỐNG NHƯ BIẾN ĐỔI GEN KHÔNG?

Mặc dù thuộc cùng phạm trù nhưng công nghệ chỉnh sửa gen khác với biến đổi gen (BĐG). Điều quan trọng là chỉnh sửa gen không liên quan đến việc chèn vật liệu di truyền ngoại lai như BĐG.

Có lẽ cây trồng BĐG nổi tiếng nhất chính là gạo vàng – một loại gạo được bổ sung thêm kẽm, sắt và tiền chất vitamin A beta-carotene nhằm chống lại bệnh suy dinh dưỡng ở những nơi trên thế giới – nơi gạo được xem là lương thực chính trong chế độ ăn uống của họ. 

Bởi vì cây trồng chỉnh sửa gen không chứa DNA ngoại lai do đó tại nhiều nước, cây trồng chỉnh sửa gen không tuân theo các quy định nghiêm ngặt như cây trồng BĐG, bao gồm cả Hoa Kỳ. Những cây trồng được tạo ra bởi công nghệ chính sửa gen cũng không bị phản đối quyết liệt giống như cây trồng BĐG, mặc dù thường hai loại cây trồng này hay bị nhầm lẫn.

Matin Qaim, Giáo sư Kinh tế Nông nghiệp và Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Phát triển tại Đại học Bonn ở Đức, chia sẻ với IFLScience: “Hầu hết mọi người không hiểu chỉnh sửa gen thực sự là gì và có ảnh hưởng như nào đến chất lượng thực phẩm của họ.”

“Đặc biệt là ở châu Âu và một số quốc gia giàu có khác, mọi người muốn thức ăn của họ càng tự nhiên càng tốt, và họ không nghĩ rằng chỉnh sửa gen là tự nhiên. Điều mà hầu hết mọi người thực sự không biết là các loại giống cây trồng được chọn tạo một cách truyền thống ngày nay rất khác với tổ tiên của chúng cách đây vài nghìn năm và sẽ không bao giờ phát triển theo cách tương tự nếu không có sự can thiệp của con người. ”

Xét về độ an toàn của cây trồng chỉnh sửa gen, ông Qaim cho biết chúng an toàn như những cây trồng được lai tạo truyền thống.

Ông cho biết thêm: “Không có lý do khoa học xác đáng nào chứng minh cho việc phải tiến hành thử nghiệm, áp dụng tiêu chuẩn an toàn và quy trình phê duyệt cây trồng và thực phẩm chính sửa gen khác so với các loại cây trồng và thực phẩm được tạo ra bằng lai tạo truyền thống.

ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ CHỈNH SỬA GEN TRÊN CÂY TRỒNG

Chỉ riêng ba loại cây trồng – lúa, ngô và lúa mì – đã chiếm tới gần 60% năng lượng tiêu thụ của thế giới. Bởi có vai trò vô cùng quan trọng như vậy, nên việc tối ưu hóa từng loại cây trồng đó được xem là cần thiết trong vấn đề giải quyết nạn đói toàn cầu.

Đây là thời điểm mà công nghệ chỉnh sửa gen xuất hiện.

Ông Qaim chia sẻ với IFLScience: “Công nghệ chỉnh sửa gen có thể giúp phát triển các cây trồng cho ra năng suất cao hơn với ít lượng hoá chất đầu vào hơn, đồng thời gia tăng khả năng chống chịu với sâu bệnh, hạn hán, nắng nóng cũng như các yếu tố môi trường khắc nghiệt khác.”

Và trên thực tế, công nghệ này đã phát huy hết tiềm năng của nó.

Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ chỉnh sửa gen ở ngô và gạo có thể làm tăng năng suất của chúng lần lượt lên đến 10% (ngô) và 8% (gạo).

Các loại cây trồng kháng bệnh cũng đã được sản xuất. Ví dụ, gạo Basmati đã được chỉnh sửa gen nhằm gia tăng khả năng miễn nhiễm với bệnh bạc lá do vi khuẩn gây ra.

Giáo sư Wendy Harwood, người đứng đầu Nhóm chuyển đổi cây trồng tại Trung tâm John Innes, chia sẻ với IFLScience: “[Chỉnh sửa gen] cũng cải thiện khả năng bảo quản và không bị chuyển màu nâu quá nhanh của cây trồng, từ đó làm giảm tình trạng lãng phí thực phẩm.”

Vào năm 2016, một loại nấm nút trắng thông thường, đã được chỉnh sửa nhằm chống lại khả năng chuyển màu nâu, đã trở thành thực phẩm chỉnh sửa gen đầu tiên áp dụng công nghệ CRISPR được chính phủ Hoa Kỳ phê duyệt.

GS Harwood cũng chia sẻ thêm: “Các ví dụ khác bao gồm các lợi ích dinh dưỡng như lúa mì giảm gluten cũng như các nghiên cứu chỉnh sửa gen khác ảnh hưởng đến các tính trạng năng suất như tạo ra kích thước hạt lớn hơn.” 

Lúa mì đã được chỉnh sửa gen để tạo ra các lợi ích dinh dưỡng khác. Một nhóm phát triển do Halford dẫn đầu, đã tạo ra một loại thực phẩm có ít hàm lượng asparagin tự do hơn – tiền thân của một chất tiềm ẩn gây ung thư.

Một số ví dụ khác về chỉnh sửa gen bao gồm cây cải dầu – sản phẩm thương mại đầu tiên của công nghệ chỉnh sửa gen trên thực vật – và cà chua Nhật Bản vào năm ngoái đã trở thành thực phẩm chỉnh sửa gen CRISPR đầu tiên được bán ở mọi nơi trên thế giới.

Công nghệ này không chỉ giới hạn ở thực vật: gia súc được chỉnh sửa để có khả năng chống chịu với sốc nhiệt đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt gần đây.

CHỈNH SỬA GEN CÓ THỂ CHẤM DỨT NẠN ĐÓI TOÀN CẦU KHÔNG?

Chỉnh sửa gen chắc chắn mang lại tiềm năng trong việc cải thiện sản xuất lương thực toàn cầu.

GS Harwood tin rằng “có khả năng rất cao rằng chỉnh sửa gen sẽ là một công cụ quan trọng trong việc phát triển các loại cây trồng cho tương lai.”

Nhưng đó có phải là câu trả lời cho tất cả các vấn đề liên quan tới nạn đói trên thế giới của chúng ta không?

Ông Halford chia sẻ với với IFLScience: “Không một công nghệ đơn lẻ nào có thể gánh vác trách nhiệm lớn như vậy.” 

Ông Qaim nhấn mạnh với đầy cảm xúc: “Nếu chỉ áp dụng riêng công nghệ chỉnh sửa gen, nạn đói trên toàn cầu sẽ không chấm dứt, mà chúng ta cần thông qua sự kết hợp của các biện pháp công nghệ, kinh tế và xã hội khác nhau. Tuy vậy công nghệ này có thể hoặc phải là cấu thành trong chiến lược tổng thể để giảm nạn đói toàn cầu, vì nó giúp quá trình chọn tạo giống nhanh hơn và chính xác hơn nhiều. ”

Trên thực tế, công nghệ chỉnh sửa gen có thể cắt giảm thời gian của quá trình chọn tạo giống xuống chỉ còn vài năm, so với các phương pháp truyền thống vốn thường kéo dài từ 8 đến 15 năm. 

“Công nghệ này có thể phát huy hết tiềm năng không? Điều này phụ thuộc vào chúng ta. Nếu chúng ta điều chỉnh kỹ thuật này một cách hiệu quả và làm việc dựa trên những tính trạng thực sự có thể giúp phát triển bền vững trên nhiều loài thực vật khác nhau, thì khả năng chấm dứt nạn đói có thể thành hiện thực. Nếu chúng ta cấm hoặc kiểm soát quá mức thì sẽ không thể phát huy được hết tiềm năng của công nghệ này.”

VẬY CẦN THAY ĐỔI ĐIỀU GÌ?

Việc công nghệ chỉnh sửa gen có thể trở thành một công cụ không thể thiếu trong bộ công cụ sản xuất lương thực hay không còn phụ thuộc vào hành động của chính phủ từng nước.

“Rào cản chính là cần có quy định phù hợp cho công nghệ mới và đang phát triển một cách nhanh chóng này. Lý tưởng nhất là tạo ra khung quy định nhất quán nhằm bảo vệ người tiêu dùng cũng như tạo điều kiện cho hoạt động thương mại.” GS Harwood chia sẻ với IFLScience.

Ông Qaim chia sẻ thêm thêm: “Chúng ta cần những quy định quản lý hiệu quả và dựa trên cơ sở khoa học song song với việc truyền tải thông tin rộng rãi tới công chúng để giảm bớt định kiến và hiểu lầm của mọi người về công nghệ chỉnh sửa gen.”

“Sau đó, chúng ta cần đảm bảo rằng các hộ nông dân sản xuất quy mô nhỏ ở phía Nam bán cầu sẽ có khả năng tiếp cận tới các loại hạt giống cải tiến này với chi phí phải chăng và canh tác chúng hiệu quả trong điều kiện của họ.”

Ông Qaim cũng cho biết, hiện tại, Trung Quốc, Bắc Mỹ và một số khu vực Nam Mỹ đang mở đường cho việc tiến hành thử nghiệm trên đồng ruộng cây trồng chỉnh sửa gen. Trong khi ở Châu Âu, phán quyết năm 2018 rằng cây trồng chỉnh sửa gen là GMO đã khiến việc này hầu như không thể xảy ra.

Ông Qaim cho biết: “Tôi rất hy vọng rằng các quốc gia ở châu Phi và châu Á sẽ không lặp lại hành động như ở châu Âu.”

Trong khi đó, Vương quốc Anh đang trong quá trình nới lỏng quy định đối với các loại cây trồng chỉnh sửa gen, một tiến bộ mà GS Harwood đánh giá là “xứng đáng được hoan nghênh”.

Có thể còn một chặng đường dài phía trước nhưng đây vẫn là một khởi đầu đầy hứa hẹn. Với quy định phổ biến phù hợp hơn, khả năng công nghệ chỉnh sửa gen góp phần chấm dứt nạn đói trên thế giới một ngày nào đó có thể thành hiện thực.

Ông Qaim kết luận: “Công nghệ chỉnh sửa gen không phải là thuốc trị bách bệnh, nhưng nó có tiềm năng vô cùng lớn góp phần phát triển an ninh lương thực và nông nghiệp bền vững.”