Đầu một con ruồi giấm.

Đến nay, giấc mộng kéo dài tuổi thọ của loài người vẫn chưa thành hiện thực. Nhưng ít ra, với ruồi giấm, các nhà khoa học đã gặt hái được một thành tựu vượt bậc. Bằng cách tác động vào một gene chịu trách nhiệm về tiêu hóa của ruồi, họ đã nâng tuổi thọ của nó lên gấp đôi.

Nhóm nghiên cứu của Felix Knauf, Trung tâm Max-Delbrück ở Berlin (Đức), và các cộng sự Mỹ tại Đại học Connecticut đã phát hiện ra một gene chi phối cách hấp thụ thức ăn của ruồi giấm. Họ đặt cho gene này một cái tên khôi hài: Indy - viết tắt của câu tiếng Anh I'm not dead yet (ta còn chưa chết).

Gene Indy có tác dụng tạo ra một loại protein, chi phối quá trình trao đổi chất của ruồi giấm. Trong một thí nghiệm, các nhà khoa học đã làm biến đổi gene Indy theo hướng "hạn chế cường độ và kéo dài thời gian trao đổi chất" trong quá trình hấp thụ thức ăn của ruồi. Sự thay đổi này có tác dụng như một kiểu "ăn kiêng", giúp ruồi luôn giữ được mức trao đổi năng lượng bình thường, ngay cả lúc nó ăn quá nhiều hoặc quá ít. Đây có lẽ là nguyên nhân khiến ruồi duy trì một đời sống đều đặn và bền vững hơn.

Những thử nghiệm ban đầu cho thấy, những con ruồi biến đổi gene Indy đã sống được 10 tuần, trong khi đồng loại bình thường của chúng chỉ có tuổi thọ khoảng 5 tuần.

Minh Hy (theo dpa, 31/10/2002)

Cơ chế phát sáng của đom đóm có thể áp dụng lên thực vật.

Đèn đường thường tiêu tốn rất nhiều năng lượng và cần nhiều chi phí để bảo dưỡng. Với kỹ thuật chuyển gene, người ta có thể tạo ra cây phát sáng để chúng có thể quang hợp vào ban ngày làm sạch không khí, còn ban đêm thì phát sáng như những cây đèn đường.

Chúng ta biết có một số vi khuẩn, côn trùng, động vật... có lớp vỏ cứng có thể phát sáng, nổi bật là loài đom đóm.

Cơ chế phát quang của đom đóm là do gen quy định , như vậy, nếu đem gene đó chuyển cho thực vật thì có thể khiến thực vật cũng phát sáng.

Làm thế nào để có thể tạo ra loại cây phát sáng đó? Ở dưới kính hiển vi, người ta dùng một bơm tiêm rất nhỏ (có ống thuỷ tinh đường kính chỉ vài micromet) trực tiếp đưa phân tử ADN trong gene phát sáng của đom đóm tiêm vào tế bào cây. Ngoài ra, họ còn có thể dùng một đoạn ngắn ADN của gene phát sáng, phủ hạt bột vàng hoặc bột vonfram có độ dày 1-3 micromet, rồi dùng súng đặc biệt bắn vào trong tế bào, thực hiện chuyển hoá.

Hiện nay, Đại học Edington (Anh) đã đưa gene phát sáng chuyển vào bông, khoai tây... tạo ra các thực vật phát sáng. Nhật Bản cũng đã tạo ra thuốc lá có thể phát quang.

16- Dùng sữa chuột chuyển gene chế tạo vacxin phòng sốt rét

Muỗi rừng có thể reo rắc bệnh sốt rét rất mạnh.

Các nhà khoa học Mỹ đã cấy một gene kích thích bệnh sốt rét vào ADN của chuột, khiến tuyến vú của chúng tiết ra một loại sữa chứa protein gây bệnh. Từ protein này, người ta chế ra một loại vacxin phòng bệnh sốt rét. Thử nghiệm cho thấy vacxin đã tỏ ra hiệu quả trên khỉ.

Đến nay y học vẫn chưa tìm ra loại vacxin phòng sốt rét dạng tiêm. Ông Anthony Stowers, tác giả dự án, nói: "Một mặt, vacxin phải có hiệu quả chữa bệnh, mặt khác giá thành của nó phải rẻ để dân chúng ở những nước nhiệt đới nghèo có thể mua được". Stower hy vọng, tương lai sữa của những con cừu chuyển gene có thể cung cấp vacxin tiêm phòng cho toàn bộ dân cư châu Phi.

Theo thông báo của nhóm khoa học, trong số 5 con khỉ được tiêm phòng và sau đó bị chích một liều thuốc gây sốt rét nặng, có 4 con đã thoát chết. Stower cho biết, đây là một "kết quả đầy hứa hẹn", nhưng còn phải cân nhắc kỹ trước khi thử nghiệm loại vacxin này trên người, và có lẽ phải vài năm nữa, vacxin phòng sốt rét dạng tiêm mới có mặt trên thị trường.

Nếu thử nghiệm trên người thành công, theo Stower, một con cừu chuyển gene sẽ cung cấp đủ vacxin phòng sốt rét cho 8,4 triệu dân mỗi năm. Hiện công ty Genzyme Transgenics của Mỹ nuôi hai con cừu chuyển gene theo hợp đồng với Stower. Nhưng vì chúng còn quá nhỏ và chưa cho sữa, nên người ta chưa biết liệu sữa của chúng có dùng làm vacxin tiêm chủng được không.

Minh Hy (theo SPIEGEL, 19/12/2001)

Muỗi mang ký sinh trùng sốt rét giết chết hơn 1 triệu người mỗi năm.

Một nhóm nghiên cứu Anh vừa cảnh báo rằng, những con muỗi được biến đổi gene để miễn dịch với bệnh sốt rét sẽ không thể thay thế các loại muỗi hoang dại trong tự nhiên. Nguyên nhân là việc nuôi nhốt nhiều năm trong phòng thí nghiệm và hiện tượng giao phối cận huyết đã làm suy yếu khả năng sống của chúng.

Để nghiên cứu quá trình xâm nhập của muỗi biến đổi gene vào môi trường, Andrea Crisanti và cộng sự tại Đại học Hoàng gia London đã tạo ra 4 dòng muỗi khác nhau, chứa gene mã hóa protein phát sáng xanh hoặc đỏ (thay cho gene kháng ký sinh trùng sốt rét), và thả chúng vào tự nhiên. Họ phát hiện thấy chỉ sau 4 thế hệ, tương đương với một mùa hè ở nhiều vùng châu Phi, không con muỗi chuyển gene nào còn sống sót. “Muỗi biến đổi gene không có cơ hội tồn tại ngoài môi trường", Crisanti nhận định.

Để đối phó với ký sinh trùng sốt rét (lây lan qua vật trung gian là muỗi Anopheles), các nhà khoa học từng đề ra một chiến lược  mới: đó là dùng muỗi biến đổi gene (không mắc bệnh) thay thế cho muỗi tự nhiên: Người ta gắn cho những con muỗi trong phòng thí nghiệm một loại gene có thể phá vỡ vòng đời của ký sinh trùng gây bệnh, rồi thả chúng ra ngoài môi trường để giao phối với muỗi hoang dã.

Theo tính toán lý thuyết, sau một vài thế hệ, cả quần thể muỗi sẽ được mang gene chống bệnh sốt rét này. Nhưng thực tế thì ngược lại, gene kháng bệnh không thể phát huy tác dụng.

Crisanti cho biết phải thả ra hàng triệu con muỗi biến đổi gene trong một khu vực, thì chúng mới có cơ hội thay thế các loài trong tự nhiên đang mang mầm bệnh. "Quy mô và chi phí cho một thí nghiệm như vậy là cực lớn, nên dự án không có tính khả thi", nhà sinh thái học về muỗi Willem Takken tại Đại học Wageningen, Hà Lan, cho biết. Thêm nữa, đa dạng gene cũng giúp cho muỗi hoang dại có ưu thế tiến hóa cao hơn hẳn so với những con muỗi thí nghiệm (đã giao phối cận huyết nhiều đời).

Trước tình hình này, Crisanti đã đề ra một giải pháp đối phó, đó là cho muỗi chuyển gene giao phối những với những con hoang dã và lựa chọn thế hệ con được thừa kế gene này, sau đó thả chúng vào môi trường. Chỉ có như vậy, muỗi lai mới có đủ sức lấn át những người anh em hoang dại của chúng.

B.H. (theo Nature, 22/2/2003)

Wolbachia sống trong tế bào của nhiều loài côn trùng, trong đó có ong.

Các nhà nghiên cứu Nhật Bản khẳng định đã nhận ra một nhóm gene của vi khuẩn lẫn trong bộ gene của một loài ong. Đây có thể là bằng chứng đầu tiên về hiện tượng chuyển gene tự nhiên giữa vi khuẩn và động vật.

Cho tới nay, rất nhiều nhà nghiên cứu đã phỏng đoán về sự tồn tại của hiện tượng tích hợp này, tuy nhiên chưa ai đưa ra được bằng chứng cụ thể. Nay, các nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo cho biết họ đã tìm thấy hơn 11 gene của vi khuẩn Wolbachia trong một nhiễm sắc thể của loài ong Callosobruchus chinensis.

“Rất nhiều nhà nghiên cứu đã tìm thấy mối liên quan giữa khuẩn Wolbachia và vật chủ của nó, nhưng chưa ai có được nhiều dữ liệu như chúng tôi hiện nay”, nghiên cứu sinh Natsuko Kondo, người đã tìm ra các gene “di cư” này, cho biết. Còn nhà sinh vật học tiến hóa James Cook, từng nghiên cứu về Wolbachia tại Đại học Hoàng Gia London, nhận định: “Trong những trường hợp chuyển gene tìm thấy trước đây, người ta có thể lý giải theo nhiều cách khác nhau, còn trường hợp này thì rất rõ ràng. Họ (nhóm nghiên cứu) đã biết đích xác các gene này từ đâu đến và sẽ ở đâu”.

Phát hiện này có thể giúp các nhà khoa học làm sáng tỏ một nghi vấn lâu nay, rằng liệu hiện tượng tích hợp tương tự có từng xảy ra trên người hay không. Chẳng hạn, các nhà khoa học vẫn rất khó giải thích về sự có mặt của ty thể trong các tế bào người. Ty thể là một loại cấu trúc dạng túi, nằm ngoài nhân. Điều đặc biệt là nó chứa các gene riêng, độc lập với vật chất di truyền ở trong nhân. Các nhà khoa học cho rằng có lẽ nó chính là một dạng vi khuẩn đã xâm nhập vào loài người từ xa xưa.

Ngoài ra, nếu nhận định của nhóm nghiên cứu đứng vững, người ta cũng sẽ phải quan tâm hơn tới những thực vật chuyển gene hiện nay, và liệu rằng các gene của vi khuẩn được đưa vào cây trồng có thể "nhảy" sang các sinh vật khác hay không.

B.H. (theo Nature), 27/9/2002

Đôi khi, các nhà khoa học đã không lường hết những hiệu ứng phụ của quá trình chuyển gene thực vật. Ví dụ mới nhất là những cây khoai tây biến đổi gene để đối phó với sâu hút nhựa lại trở thành "đặc sản" cho các loài côn trùng gây hại khác.

Lâu nay, các loại cây như ngô và bông đã được biến đổi gene để chống chịu với sâu ăn lá, bằng cách bổ sung một gene tạo ra chất độc Bt. Nhưng Bt không xua đuổi được côn trùng hút nhựa (chẳng hạn rệp vừng), vì thế, các chuyên gia xoay sang tìm kiếm những "vũ khí" tự nhiên khác, chẳng hạn protein lectin được tìm thấy trong nhiều loài côn trùng và thực vật.

Nay, nhóm nghiên cứu của Nick Birch tại Viện nghiên cứu sản lượng Scotlend đã phát hiện thấy những cây khoai tây được ghép gene lectin thì có hàm lượng chất đắng glycoalkaloids (chất khiến nó trở nên khó nuốt với nhiều loài thú và côn trùng) giảm đi 44%. Các nhà khoa học cảnh báo rằng, việc mất đi một phần glycoalkaloids sẽ khiến thực vật dễ bị tổn thương hơn trước hàng loạt các loài sâu hại khác, như bọ nhảy lá hay rệp vừng.

Angelika Hilbeck, một nhà sinh thái học tại Viện công nghệ liên bang Thụy sĩ ở Zurich nhận xét: “Kết quả này thật đáng ngạc nhiên. Nó chỉ ra rằng, chúng ta cần hiểu biết thật rõ về những hiệu ứng phụ không mong muốn lên các sản phẩm chuyển gene trước khi đưa ra áp dụng đại trà”

B.H. (theo NewSci, 3/6/2002)

Nội tạng của những con lợn nhỏ này xấp xỉ với kích cỡ nội tạng người, do đó thuận lợi cho cấy ghép.

8 con khỉ đầu chó đã sống thêm 81 ngày, sau khi được ghép thận của lợn biến đổi gene, so với khoảng 30 ngày khi được ghép bằng nội tạng lợn thường. Các nhà khoa học Mỹ hy vọng thành công ban đầu này có thể mở đường cho việc cấy ghép nội tạng động vật lên người.

Năm 2002, những con lợn thí nghiệm trên đã được biến đổi gene để có nội tạng thân thiện với người. Chúng bị tước bỏ gene GGTA1 - gene có vai trò bổ sung phân tử đường alpha-1,3-galactose vào trong tế bào. Thông thường, phân tử đường này sẽ kích thích hệ miễn dịch của người và khỉ tấn công quyết liệt vào các mô lạ. Song khi mất gene GGTA1, nội tạng của lợn không còn "gây khó chịu" cho sinh vật khác nữa, và do đó, chúng sẽ yên ổn hơn khi cư trú trên cơ thể mới.

David Sachs, thuộc Bệnh viện tổng hợp Massachusetts ở Cambridge (Mỹ), và cộng sự đã cấy ghép thận của những con lợn biến đổi gene này lên 8 con khỉ đầu chó. Nội tạng mới đã giúp các con vật sống được thêm 81 ngày.

Kết quả này chứng tỏ về nguyên tắc, nội tạng lợn biến đổi gene dã tránh được phản ứng đào thải dữ dội của khỉ, và có thể cũng sẽ thoát được sự tấn công trong cơ thể người. "Đây là bằng chứng cho thấy sự đào thải là trở ngại có thể vượt qua", nhà nghiên cứu miễn dịch đào thải Kathryn Wood của Đại học Oxford, Anh, cho biết.

Trước kia, các nhà nghiên cứu cũng đã tạo ra những con lợn biến đổi gene, phục vụ cấy ghép nội tạng, nhưng chúng thường mang thêm gene mới để triệt tiêu phản ứng miễn dịch của thân chủ, thay vì tránh nó đi.

Tuy nhiên, thành công mới đây cũng không có nghĩa là đèn xanh cho việc cấy ghép nội tạng lợn - người đã bật. Các nhà khoa học còn phải vượt qua những thách thức khác của hệ miễn dịch, chẳng hạn như hiện tượng đông máu đã giết chết một số con vật thí nghiệm. Ngoài ra, cũng còn những mối lo ngại khác như nội tạng lợn có thể mang virus gây hại mà chúng ta chưa biết tới.

B.H. (theo Nature)

Ngô - nguồn thức ăn chính của nhiều dân tộc.

Những người châu Mỹ cổ đại đã biến đổi gene cây ngô thông qua chọn lựa giống từ hơn 4.000 năm trước. Chính sự biến đổi này đã tạo ra những bắp ngô to và hạt ngô giàu chất dinh dưỡng - nguồn thực phẩm chính của nhân loại ngày nay.

Các nhà nghiên cứu Mỹ đã so sánh gene của những hạt ngô được tìm thấy ở Mexico và tây nam nước Mỹ. Họ nhận thấy có 3 biến thể gene chủ chốt đã được cải thiện một cách hệ thống, thông qua việc trồng trọt có chọn lựa qua hàng nghìn năm.

Kỹ thuật này không phức tạp như những biện pháp biến đổi gene ngày nay, nhưng hiệu quả thì tương tự: các đặc tính gene được tăng cường hoặc bổ sung để tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt và các vụ mùa bội thu hơn.

Cây ngô cổ đại, teosinte, bắt đầu được trồng trong khoảng 6.000 đến 9.000 năm trước, bên thung lũng sông Balsas ở nam Mexico. Ban đầu teosinte trông giống như những cây cỏ có nhiều thân, mang trên mình các bắp nhỏ với hạt có vỏ cứng.

Bằng cách chọn lựa những đặc tính cây trồng theo ý muốn, nông dân cổ đại đã biến teosinte thành loại cây bổ dưỡng ngày nay. Các nhà nghiên cứu cho biết, khoảng 5.500 năm trước kích cỡ của hạt ngô to hơn nhiều so với bây giờ. Hơn 1.000 năm sau thì mọi đặc điểm gene có trong ngô hiện đại đều xuất hiện tại các vụ mùa ở Mexico thời đó.

Nhà di truyền học thực vật Nina V. Fedoroff tại Đại học Pennsylvania, Mỹ, cho rằng những thay đổi đó không thể là ngẫu nhiên. "Người nông dân trước đây hẳn đã trí tuệ hơn chúng ta tưởng".

"Sự khác biệt giữa ngô và teosinte chỉ nằm ở một vài gene nhưng hiệu quả là rất lớn. Những nông dân cổ đại hẳn đã nhận ra sự khác biệt này và đã liên tục nhân giống, cải thiện sản phẩm".

Một gene thay đổi cấu trúc cây ngô từ nhiều nhánh sang chỉ còn một thân với nhiều tua trên đỉnh và những bắp ngô mọc trên thân. Biến đổi gene khác làm mềm vỏ hạt ngô và làm hạt ngô dính chặt vào lõi ngô. Một biến đổi gene nữa tăng cường chất bột cho hạt ngô. Thay đổi cuối cùng này còn giúp người nông dân tạo ra những chiếc bánh ngô ngon lành.

Hiện các nhà khoa họcbiến đổi thực vật bằng cách chuyển đổi gene từ giống này sang giống khác và thực hiện trong phòng thí nghiệm. Nhiều tổ chức cho rằng biện pháp này là nguy hiểm. Một số quốc gia châu Âu và châu Phi cấm nhập khẩu thực vật biến đổi gene.

Nhưng Fedoroff cho rằng thực tế cả thế giới đang ăn thực phẩm biến đổi gene. Trong hàng nghìn năm, lúa ở Trung Quốc, lúa mì ở Trung Đông và ngô ở Mexico đều được thay đổi qua chọn lọc. "Mọi người lo ngại về những thứ họ cho vào bụng, nhưng nền văn minh nhân loại thực tế đã được xây dựng dựa trên thực vật biến đổi gene. Chúng ta sẽ không thể có nền văn minh ngày nay nếu không có chúng", Fedoroff tuyên bố.

Minh Thi (theo AP)

Những cánh đồng ngô bản địa Mexico.

Các nhà khoa học phát hiện trong bộ mã di truyền của ngô ở nhiều cánh đồng tại Oaxaca, Mexico, có các đoạn ADN đặc thù của ngô chuyển gene. Điều này khiến nông dân bản xứ lo ngại, vì sợ rằng chẳng mấy chốc những cánh đồng ngô bản địa sẽ bị lai bởi ngô chuyển gene.

Theo Quist, cũng có thể ngô chuyển gene đã xâm nhập các cánh đồng Mexico theo con đường khác: Trên thị trường có rất nhiều ngô chuyển gene được nhập từ Mỹ, và bằng cách nào đó, chúng đã tìm cách "bò" ra đồng.

Hiện ở nhiều nước (như Anh, Mexico, Đức...), người ta vẫn cho rằng ăn thực phẩm biến đổi gene không đảm bảo sức khỏe. Nhưng theo các nhà khoa học, những lo ngại ấy là không có cơ sở. Thực tế, cây trồng chuyển gene có nhiều đặc tính chịu đựng tốt, cho năng suất cao, có thể giải quyết vấn đề lương thực cho thế giới.

Minh Hy (theo BBC, dpa)

Cừu Dolly được các nhà khoa học viện Roslin tạo ra năm 1996.

Cừu Dolly có thể sẽ chẳng bao giờ ra đời, nếu từ những năm 90, người ta đã phản ứng gay gắt với thực phẩm chuyển gene như hiện nay. Viện Roslin, chủ nhân của con cừu nổi tiếng này, cho biết, chẳng còn động lực nào tạo ra gà, cừu hay lợn biến đổi gene nữa, nếu không ai muốn ăn các sản phẩm mà họ tạo ra.

Sự thù địch của công chúng đối với thực phẩm biến đổi gene ở Anh đã buộc Viện Roslin (có trụ sở gần Edinburgh, Anh) phải đánh giá lai các mục tiêu nghiên cứu của mình. “Không thể quanh quẩn mãi trong các nghiên cứu nông nghiệp được, chúng tôi cần phát triển các sản phẩm sử dụng được trong công nghiệp y sinh”, Giáo sư Grahame Bulfield cho biết.

Trước thực tế đó, Viện đã dự định tập trung vào các ứng dụng y sinh của công nghệ nhân bản (như nghiên cứu trên tế bào gốc và chuyển nhân) hơn là các nghiên cứu nông nghiệp thuần tuý như đã tạo ra cừu Dolly.

Roslin nổi lên như cồn vào năm 1997 khi họ công bố con cừu nhân bản thành công đầu tiên, Dolly. Giờ đây, viện này đã trở thành trung tâm hàng đầu thế giới về nghiên cứu gene trên các động vật chăn nuôi. Tuy nhiên, các nghiên cứu nông nghiệp đã giảm xuống trong những năm qua và hiện chỉ còn chiếm 20%, so với 70% ở đầu thập kỷ 90.

B.H. (theo BBC)

Ben Johnson đã sử dụng doping, lập kỷ lục chạy 100 mét.

Trong tương lai, người ta có thể sẽ phải xử lý các vụ bê bối do những "siêu VĐV" sử dụng kỹ thuật gene để nâng tốc độ và sức dẻo dai của cơ thể. Đó là nội dung lời cảnh báo hôm qua (30/11) của các nhà khoa học.

Theo đó, các phương pháp trị liệu gene - vốn được dùng để chữa các bệnh như xơ nang - có thể sẽ bị lợi dụng để làm tăng thể lực cho VĐV, giống như khi người ta dùng doping. "Tiểu xảo" mới này được gọi là gene doping. Các nhà nghiên cứu thể thao cho rằng, ngay từ bây giờ người ta cần có kế hoạch triển khai kỹ thuật để tìm ra các trường hợp đó.

Ủy ban Olympic Thế giới cho đây là vấn đề nghiêm túc, và đã thành lập một nhóm giám sát các trường hợp gene doping.

3 năm trước đây, ở Tour de France, cả một đội đua xe đạp đã phải dừng lại khi người ta phát hiện họ sử dụng erythropoetin (EPO - một loại hormone làm tăng lượng hồng cầu, cung cấp nhiều ôxy hơn cho cơ thể). Tuy nhiên, trong một số trường hợp, chất EPO có thể gây nghẽn mạch máu. Và đến nay đã có ít nhất 20 VĐV xe đạp bị chết do sử dụng EPO.

Bác sĩ Hugh Montgomery - một chuyên gia nghiên cứu ảnh hưởng của liệu pháp gene đến tốc độ và sự dẻo dai của người - cho biết, ông lo ngại khả năng người ta đưa các vật liệu di truyền vào tế bào của VĐV nhằm nâng cao thể lực cho họ.

Năm 1998, VĐV điền kinh người Canada, Ben Johnson, đã gây ra vụ scandal lớn nhất trong lịch sử Olympic khi sử dụng doping để lập kỷ lục chạy 100 mét. Tuy nhiên, các VĐV ngày nay đều biết rằng nếu dùng phương pháp biến đổi gene, họ sẽ có lượng hồng cầu nhiều gấp rưỡi mà vẫn khó bị phát hiện hơn các kiểu doping khác. Các nhà khoa học lo ngại, đến năm 2012, khi kỹ thuật gene đã phát triển đến độ tinh vi, người ta có thể tạo ra các "VĐV chuyển gene" giành huy chương vàng Olympic.

Minh Hy (theo BBC, 25/9/2001)