Lần đầu tiên chó ra đời nhờ phương pháp biến đổi gene kết hợp với nhân bản

Các nhà khoa học đã áp dụng kỹ thuật chỉnh sửa gene CRISPR-Cas9 và nhân bản trên loài chó, sinh ra chó con không có các gene gây bệnh, cải thiện khả năng nhận thức và thể chất.

Bằng cách kết hợp chỉnh sửa gene với nhân bản soma bằng chuyển giao hạt nhân, các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã lần đầu tiên sinh ra những chú chó có gene được chỉnh sửa ổn định hơn và trải đều hơn từ thế hệ đầu tiên.

Một cặp chó con được sinh ra từ phương pháp biến đổi gene và nhân bản. (Ảnh: Okjae Koo).

Kỹ thuật này có thể hạn chế hoặc thậm chí loại bỏ các bệnh di truyền ở các giống chó thuần chủng, cho phép phát triển các phương pháp điều trị có mục tiêu và chính xác hơn.

Nhưng giới hạn của việc này vẫn còn ít được biết đến và có thể gây ra các vấn đề đạo đức cho những người bảo vệ quyền động vật.

Gần 36.000 năm trước, con người bắt đầu thuần hóa chó sói (Canis lupus), từ đó hầu hết các giống chó ngày nay đều là hậu duệ của loài sói (trừ một vài trường hợp ngoại lệ), bao gồm cả chó nhà (Canis lupus Familris). 

Do đó, quá trình thuần hóa hàng nghìn năm của loài sói, bộ gene của nó đã dần dần sửa đổi để dần dần thích nghi với nhu cầu và sở thích của con người.

Sự tiến hóa này sẽ diễn ra thông qua quá trình chọn lọc tự nhiên, hoặc từ sự di cư của con người - các giống chó thuần hóa có thể đã lai và trộn lẫn trên khắp các lục địa.

Và ngày nay, con người dường như muốn ảnh hưởng đến sự tiến hóa di truyền này một cách triệt để hơn nhờ vào công nghệ sinh học. Và các nhà nghiên cứu từ công ty Hàn Quốc Toolgene đã lần đầu tiên kết hợp công nghệ CRISPR-Cas9 và nhân bản để sinh ra hai chú chó con khỏe mạnh.

Công nghệ chính xác, rẻ tiền này đã truyền cảm hứng cho nhiều công ty trên thế giới thử nghiệm các giống chó mới hoặc "hồi sinh" thú cưng của những khách hàng giàu có.

Ưu điểm của nó là loại bỏ các gene gây ra bệnh tật, hoặc cải thiện khả năng nhận thức và thể chất.

Liangxue Lai, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm sinh học tái sinh thuộc Viện Y sinh và Sức khỏe Quảng Châu, Trung Quốc cho biết: "Những đặc điểm thuận lợi do chỉnh sửa gene có thể truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác và có thể nhân giống một số lượng lớn chó biến đổi gene, chúng có thể được bán trên thị trường".

Đối với nhân bản soma bằng chuyển giao hạt nhân, nó đã được sử dụng trên chó ở Hàn Quốc, để tạo ra một con chó săn Afghanistan đen và trắng. Được đặt tên là Snuppy, con chó săn xám được sinh ra từ tế bào da của tai cha kết hợp với trứng của một con cái thay thế.

Ưu điểm của hai kỹ thuật kết hợp

Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã kết hợp thành công kỹ thuật nhân bản này với chỉnh sửa gene CRISPR-Cas9. Điều đó, giúp các nhà khoa học không cần lai tạo để các gene mong muốn được biểu hiện đầy đủ.

Ưu điểm chính của phương pháp mới chính là khả năng loại bỏ các đột biến gene bệnh lý ở chó thuần chủng. Trong thực tế, sự thiếu đa dạng di truyền thường dẫn đến sự xuất hiện thường xuyên hơn của các đột biến lặn về kiểu hình.

Do đó, kỹ thuật của Toolgene có thể sửa đổi những gene này mà không có nguy cơ làm thay đổi các đặc điểm khác và bảo tồn sự thuần khiết của giống chó.

Công nghệ này cũng có thể đóng góp vào việc bảo vệ và bảo tồn đa dạng sinh học, bằng cách áp dụng nó cho các loài bị đe dọa tuyệt chủng.

Hai chú chó được sinh ra bằng kỹ thuật chỉnh sửa gene và nhân bản không có biểu hiện bất thường nào (Ảnh: L'entrepreneur).

Vì sự tồn tại của giống loài, những loài động vật này thường bị buộc phải sinh sản giữa những họ hàng gần. Do số lượng hoặc lãnh thổ của chúng quá hạn chế dẫn đến việc giao phối cận huyết, gây nên việc xuất hiện thường xuyên hơn của các bệnh lý di truyền, tạo thành một mối đe dọa bổ sung đối với sự tồn tại của các loài.

Công nghệ này có khả năng khắc phục và giảm bớt vấn đề, bằng cách loại bỏ các đột biến gây bệnh. Trong các thí nghiệm của mình, các nhà nghiên cứu đã lấy các tế bào da nơi gây ra đột biến gene DJ-1 để ngăn chặn sự biểu hiện của protein mà nó mã hóa.

gene này đặc biệt có liên quan đến các bệnh khác nhau, chẳng hạn như Parkinson. Các gene khác cũng đã được thêm vào, bao gồm một gene biểu hiện một protein huỳnh quang màu xanh lá cây để tạo điều kiện theo dõi các tế bào đã được biến đổi thành công.

Để chuyển nhân, các tế bào được đặt gần trứng mà từ đó DNA đã bị loại bỏ trước đó. Các tế bào và trứng sau đó được hợp nhất với nhau nhờ các xung điện được đưa vào môi trường của chúng và 68 phôi thu được đã cấy vào sáu con cái thay thế.

Theo các chuyên gia, thí nghiệm này đã sinh hai con chó con, hiện đã được 22 tháng tuổi và không có biểu hiện gì bất thường. Tuy nhiên, vì các bệnh do DJ-1 gây ra có liên quan đến tuổi tác, nên chó có thể phát triển các bệnh lý theo độ tuổi.

Các nhà nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng, những con vật này sẽ chỉ được sử dụng để nghiên cứu y tế. Hơn nữa, loại thử nghiệm này vẫn còn là chủ đề của nhiều cuộc tranh luận về đạo đức.

Trong nghiên cứu được đăng trên tạp chí BMC Biotechnology.

• Những loài ký sinh trùng nguy hiểm nhất ở người từng được phát hiện
• Tại sao “nơi sinh” lại là thông tin quan trọng trên hộ chiếu?
• Giải mã công nghệ có thể "xóa sổ" khả năng tàng hình của tàu ngầm: Hiện đại bậc nhất thế giới?

Từ khóa liên quan:

kỹ thuật chỉnh sửa gene

nhân bản soma

công nghệ CRISPR-Cas9

nhân bản chó

nhân bản soma bằng chuyển giao hạt nhân

Liangxue Lai