28/03/2018
Công nghệ tế bào gốc (TBG) là một trong những lĩnh vực công nghệ sinh học sôi động nhất hiện nay. Tuy ra đời muộn (1998) nhưng lĩnh vực này lại phát triển nhanh, với các kỹ thuật hiện đại, phức tạp; sớm trở thành một ngành công nghiệp có nhiều ứng dụng thiết thực trong các lĩnh vực như y học tái tạo, sinh dược phẩm, thẩm mỹ, thực phẩm, chăn nuôi và bảo tồn.
Việc ứng dụng công nghệ TBG vào nông nghiệp không những nâng cao chất lượng và năng suất cây trồng vật nuôi đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho con người; mà còn có thể tạo nên dược phẩm phục vụ cho y tế, bảo tồn nguồn gen động vật quý hiếm, tạo mô hình thử nghiệm thuốc và liệu pháp TBG trước khi ứng dụng trên người và phát triển vắc xin phòng bệnh… Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ TBG để bảo tồn hiệu quả và hợp lý các nguồn tài nguyên di truyền động vật là rất cần thiết.
Bảo tồn nguồn gen trước nguy cơ tuyệt chủng
Việt Nam được ghi nhận là một trong những nước có đa dạng sinh học (ĐDSH) cao của thế giới với nhiều kiểu hệ sinh thái, các loài sinh vật và nguồn gen phong phú, đặc hữu. Đến nay, Việt Nam đã xác định được khoảng 49.200 loài sinh vật, bao gồm 7.500 loài/chủng vi sinh vật; 20.000 loài thực vật trên cạn và dưới nước; 10.500 loài động vật trên cạn; 2.000 loài động vật không xương sống và cá ở nước ngọt; có trên 11.000 loài sinh vật biển. Do đó, Việt Nam là một trong 10 trung tâm ĐDSH phong phú nhất thế giới, được xếp hạng thứ 16 trên thế giới về sự đa dạng tài nguyên sinh vật/tài nguyên di truyền.
Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng dân số và mở rộng các hoạt động của khu công nghiệp đã làm cho nguy cơ ô nhiễm môi trường tăng cao, bên cạnh đó ĐDSH và tài nguyên động vật cũng bị đe dọa nghiêm trọng.Trong ngành chăn nuôi, việc khai thác giống thường chỉ tập trung vào một số giống có năng suất cao, hoặc giống lai, đã làm giảm hầu hết các giống vật nuôi địa phương. Việc thiếu chiến lược bảo quản nguồn gen của địa phương và du nhập giống năng suất cao đã được lai tạp, dẫn đến nguồn tài nguyên di truyền ngày càng bị thu hẹp, nhiều giống bản địa đã và đang biến mất và đe dọa tuyệt chủng.
Phòng Thí nghiệm Tái lập chương trình tế bào, Trường Đại học Quốc tế - Đại học Quốc gia
TP.Hồ Chí Minh đã và đang nghiên cứu các đề tài liên quan đến bảo tồn các nguồn gen động vật quý hiếm
Hiện nay, nguồn gen động vật nuôi bản địa và động vật quý hiếm của nước ta chủ yếu được bảo tồn tại chỗ (in-situ) hoặc bảo tồn chuyển vị (ex-situ). Tuy nhiên, đời sống động vật được bảo tồn cũng có giới hạn và dễ mất đi sau một vài chục năm. Bên cạnh đó, việc bảo quản tinh trùng, phôi cũng đã được quan tâm, nhưng ít được áp dụng do phải áp dụng kỹ thuật công nghệ sinh học sinh sản hiện đại như thụ tinh ống nghiệm, thụ tinh kính hiển vi, phát triển phôi và chuyển cấy phôi.
Do vậy, việc ứng dụng công nghệ TBG để bảo tồn hiệu quả và hợp lý các nguồn tài nguyên di truyền động vậtlà yêu cầu cần thiết. TBG là tế bào có khả năng phân chia vô hạn, có thể bảo tồn vĩnh viễn, nếu được ứng dụng vào nông nghiệp trong lĩnh vực bảo tồn và phát triển nguồn gen quý hiếm. Hiện nay, có 4 phương pháp để bảo tồn nguồn gen động vật bản địa và động vật quý hiếm dựa trên công nghệ TBG, đó là: Thông qua kỹ thuật TBG và tái biệt hóa tế bào sinh dưỡng; thông qua TBG sinh dục đực, cấy ghép TBG tinh nguyên bào vào tinh hoàn của động vật chủ; thông qua TBG buồng trứng; tạo động vật khảm (tức động vật được tạo ra bằng cách tiêm trực tiếp TBG của động vật mang gen quý hiếm vào phôi nang của giống lai).
Cần một trung tâm bảo tồn quốc gia ở mức độ tế bào
Việc ứng dụng công nghệ TBG cũng như các công nghệ sinh học sinh sản hiện đại để lưu giữ lâu dài và bền vững các nguồn gen quý hiếm của động vật bản địa, phát triển giống mới là quan điểm đúng đắn cho ngành nông nghiệp công nghệ cao. Vì vậy, bên cạnh bảo tồn tại chỗ, bảo tồn chuyển vị đối với từng cá thể, bảo tồn tinh trùng và phôi trong phòng thí nghiệm, ứng dụng công nghệ TBG (bảo tồn ở dạng tế bào) và thành lập một trung tâm bảo tồn nguồn gen động vật quý hiếm quốc gia ở mức độ tế bào là một trong những hướng đi cần được quan tâm, nếu không muốn nguồn genbị cạn kiệt và mất đi trong tương lai.
Để có thể ứng dụng công nghệ TBG vào nông nghiệp, cần nắm vững và thực hiện thành thạo 4 công nghệ sinh học của thế kỷ XXI, bao gồm: Phân lập, nuôi cấy, phát triển và biệt hóa TBG; tái lập chương trình tế bào sinh dưỡng thành TBG; chuyển cấy gen tế bào động vật; sinh học sinh sản hiện đại. Việc kết hợp 4 công nghệ trên sẽ cho ra những sản phẩm quý cho nông nghiệp và y sinh học trị liệu.
Hiện nay, Phòng thí nghiệm Tái lập chương trình tế bào, Khoa Công nghệ sinh học, Đại học Quốc tế - Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh đã được thiết lập với các trang thiết bị hiện đại, có khả năng thực hiện và kết hợp 4 công nghệ nêu trên cho các nghiên cứu tái tạo những động vật quý hiếm đang bị tuyệt chủng, cũng như tạo ra giống gia súc mới cho ngành nông nghiệp Việt Nam.Trên thực tế, trong thời gian qua, nhóm nghiên cứu đang thực hiện một số đề tài, trong đó có Đề tài cấp quốc gia nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học sinh sản tạo bò thịt nhân bản có chất lượng (bò Kobe) và đã hoàn thành bước tạo được phôi. Một đề tài khác là bảo tồn nguồn gen bò tót dựa trên công nghệ nhân bản vô tính. Từ tế bào của con bò tót đực chết ở Bình Thuận, nhóm nghiên cứu đã tạo ra được phôi để bảo quản và chuẩn bị cho sinh sản vô tính. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đang thiết lập TBG từ buồng trứng bò trong một đề tài do Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (Nafosted) tài trợ.
Có thể nói, nghiên cứu và ứng dụng công nghệ TBG để bảo tồn hiệu quả, hợp lý các nguồn tài nguyên di truyền động vật là một lĩnh vực mới và rất cần tới sự quan tâm của xã hội. Mặt khác, việc bảo tồn, lưu giữ nguồn gen động thực vật nông nghiệpcó ý nghĩa quan trọng trong đời sống của con người, cũng như sự phát triển bền vững của đất nước. Vì vậy, cần đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ TBG thông qua các hoạt động nghiên cứu, hợp tác về TBG trong và ngoài nước; tổ chức các chương trình đào tạo chuyên sâu về khoa học TBG; xây dựng các hướng dẫn, điều lệ về nghiên cứu và ứng dụng TBG;đồng thời xây dựng chiến lược về TBG cho Việt Nam.Đây là cơ sở và tiền đề cần thiết về tài nguyên sinh học cho sự phát triển bền vững nền nông nghiệp hiện tại, cũng như trong tương lai.
Phạm Phương Lan
Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số 3/2018
