Nhận thấy rõ vị trí, vai trò và tầm quan trọng của việc phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, Đảng và Nhà nước đã luôn quan tâm và tạo điều kiện để phát triển công nghệ sinh học. Ở nước ta công nghệ sinh học là một trong 4 lĩnh vực khoa học và công nghệ được ưu tiên phát triển cùng với công nghệ thông tin, công nghệ vật liệu mới - công nghệ nano, công nghệ chế tạo và tự động hóa. Chú trọng nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp, tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi thích nghi với biến đổi khí hậu, chống chịu sâu bệnh, có năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao; các vắc-xin và chế phẩm sinh học phòng bệnh cho vật nuôi, cây trồng, nhất là các loại dịch bệnh nguy hiểm, mới phát sinh, góp phần xây dựng nền nông nghiệp thông minh, an toàn, hiệu quả, bảo tồn và phát triển các nguồn gen quý, hiếm… là một trong những nhiệm vụ được đề ra trong Nghị quyết số 36-NQ/TW ngày 30/01/2023 của Bộ Chính trị về phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học phục vụ phát triển bền vững đất nước trong tình hình mới.
TS Vũ Xuân Tạo trình bày công nghệ sinh gen trong nghiên cứu và sản xuất nấm dược liệu.
TS Vũ Xuân Tạo - Trung tâm Sinh học Thực nghiệm, Viện Ứng dụng Công nghệ (Bộ Khoa học và Công nghệ) cho biết, Cordyceps là chi nấm ký sinh côn trùng, chi nấm này có tính đa dạng sinh học rất cao với hơn 400 loài khác nhau, phân bố trên toàn thế giới. Trong đó, nhiều loài có giá trị dược liệu cao, sinh tổng hợp nhiều hoạt chất quý, được dùng trong sản xuất các sản phẩm công nghiệp, chăm sóc sức khỏe... Tuy nhiên chỉ có khoảng 36 loài đã nuôi trồng quả thể thành công. Những năm gần đây, tình trạng thoái hóa giống trong sản xuất, chất lượng quả thể thấp (hàm lượng hoạt chất thấp), cơ sở khoa học về hoạt tính (nguồn nấm sản xuất tại Việt Nam) để phát triển các sản phẩm nấm còn hạn chế. Đặc biệt, sản phẩm quả thể thiếu sự độc đáo (chủ yếu là màu vàng) đã làm giảm giá trị của nấm Cordyceps. Do đó, việc đẩy mạnh ứng dụng thành tựu khoa học và công nghệ, nhất là công nghệ sinh học với kỹ thuật di truyền để chọn giống nấm giới tính đơn gen MAT cho năng suất, chất lượng cao và ổn định là nhu cầu cấp thiết. TS Vũ Xuân Tạo cho biết, với đội ngũ các nhà khoa học có kinh nghiệm cũng như trang thiết bị được đầu tư, các nhà khoa học của Trung tâm Sinh học Thực nghiệm đã tuyển chọn được các chủng nấm Cordyceps militaris mang gen giới tính đơn cho năng suất quả thể, hàm lượng hoạt chất cordycepin cao và ổn định. Đây là nghiên cứu đầu tiên chỉ ra sự khác nhau về sự ổn định năng suất và hàm lượng hoạt chất cordycepin trong quả thể giữa các chủng nấm C. militaris mang 2 gen giới tính MAT1-1-1 và MAT1-2-1 và mang gen giới tính đơn MAT1-1-1. Bên cạnh đó, các nhà khoa học của Trung tâm còn phân lập, tuyển chọn và nuôi trồng chủng nấm C. militaris đột biến bạch tạng tại Việt Nam. Quả thể nấm chủng C. militaris HL8 nuôi trồng tại Việt Nam là một ứng cử viên tiềm năng cho phát triển sản phẩm phẩm hỗ trợ điều trị ung thư, tiểu đường, kháng viêm, tăng cường khả năng miễn dịch và kháng nấm.
Chia sẻ về ứng dụng công nghệ gen trong phát hiện và chẩn đoán bệnh ở người và các loài khác, GS.TS Nguyễn Huy Hoàng - Viện Nghiên cứu hệ gen (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) cho rằng, bộ gen của con người gồm 3,2 tỷ base pairs (3,2 Gb), với 22 cặp nhiễm sắc thể thường, 1 cặp nhiễm sắc thể giới tính (XX hoặc XY). 1-2% bộ gen người có khả năng mã hóa thành các protein chức năng (30.000-40.000 gen), 98-99% bộ gen người là các DNA không mã hóa và lặp lại, nhưng một số vùng có chức năng điều hòa biểu hiện các gen mã hóa (promoter, enhancer, các RNA…). Trong y học, công nghệ gen đóng vai trò quan trọng trong 3 quy trình: Chẩn đoán, điều trị và dự phòng. Trong chẩn đoán, công nghệ gen giúp sàng lọc bệnh di truyền trước sinh không xâm lấn (NIPT), chẩn đoán ung thư (đơn gen, đa gen…), xác định nguyên nhân gây bệnh ở cấp độ phân tử. Trong điều trị và dự phòng, sử dụng liệu pháp di truyền, phát triển thuốc đích, protein tái tổ hợp và vắc-xin tái tổ hợp. Những năm gần đây, đã xuất hiện các công cụ nghiên cứu như giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) là phương pháp giải trình tự thông lượng cao, có độ chính xác cao, tiết kiệm thời gian, số lượng thông tin lớn; cho phép đánh giá tương tác DNA, RNA, DNA-protein trên người, động vật, thực vật, vi sinh vật trong điều kiện bị bệnh và tác động của ngoại cảnh. Hay ứng dụng tin sinh học giúp chẩn đoán, tiên lượng rủi ro, tối ưu điều trị, theo dõi tiến triển bệnh. Bên cạnh đó, là các giải pháp như giải trình tự Sanger; cắt enzyme giới hạn (cắt ghép, sửa đổi trình tự DNA); vectơ biểu hiện (cấu trúc DNA tái tổ hợp); các phương pháp sinh học phân tử (điện di, RT-PCR, realtime RT-qPCR…).
PGS.TS Trần Văn Tuấn - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) cho biết, năm 2021 dựa trên phân tích dữ liệu giải trình tự thông lượng cao, ước tính có khoảng 6,3 triệu loài nấm. Nấm có tiềm năng đáp ứng 10/17 mục tiêu phát triển bền vững của Liên hợp quốc thông qua việc cải tiến các nhà máy tế bào nấm sợi. Việc ứng dụng công nghệ gen trong cải biến di truyền nấm sợi và nấm dược liệu phục vụ sản xuất enzyme và các chất có hoạt tính sinh học đã được nhiều đơn vị trong nước, trong đó có các nhà khoa học của Trường Đai học Khoa học Tự nhiên đã chuyển gen thành công. Trong 10 năm qua, nhóm nghiên cứu của Trường đã thiết lập thành công các hệ thống chuyển gen mới và hiệu quả cao để phục vụ cho cải biến di truyền, biểu hiện tái tổ hợp ở một số loài nấm sợi và nấm dược liệu khác nhau: 02 loài nấm công nghiệp thuộc chi Aspergillus (A. oryzae và A. niger) sử dụng cho sản xuất enzyme/protein tái tổ hợp và axit hữu cơ; 03 loài nấm quan trọng của chi Penicillium: P. rubens sử dụng trong sản xuất kháng sinh và P. digitatum tác nhân gây hỏng quả có múi sau thu hoạchl; 01 loài nấm dược liệu C. militaris dùng cho sản xuất các chất có hoạt tính sinh học và enzyme/protein tái tổ hợp dùng trong điều trị bệnh. Hệ thống chuyển gen nhờ vi khuẩn Agrobacterium cũng đã được áp dụng thành công trong điều tra vai trò của các gen ở nấm sợi công nghiệp A. niger và A. oryzae, làm cơ sở cho việc tạo ra các chủng đột biến, biểu hiện tái tổ hợp năng suất cao.
Các đại biểu chụp ảnh lưu niệm tại Hội thảo.
Tại Hội thảo, các đại biểu đều bày tỏ sự ấn tượng về những thông tin cập nhật cũng như triển vọng ứng dụng đầy tiềm năng của công nghệ gen trong thực tiễn đời sống và sản xuất. Tuy nhiên, để đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ gen vào nghiên cứu và sản xuất, Chính phủ và các bộ/ngành có liên quan cần xây dựng cơ chế, chính sách khuyến khích thu hút, đa dạng hoá các nguồn đầu tư trong nước và ngoài nước cho nghiên cứu, sản xuất các sản phẩm gen; đồng thời có chính sách sử dụng các sản phẩm công nghệ gen mang lại. Đặc biệt, cần đẩy mạnh liên kết, hợp tác giữa lực lượng nghiên cứu khoa học, đổi mới sáng tạo với các doanh nghiệp và cơ sở đào tạo trong quá trình nghiên cứu và thương mại hóa sản phẩm.
Phong Vũ