Các nhà khoa học tiêm gen cá sấu Trung Quốc vào cá nheo Mỹ để tạo ra "siêu cá"

Đây là một con cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus) một loài cá da trơn có họ hàng với cá trê và cá tra ở Việt Nam. Bề ngoài của nó vẫn là một con cá nheo, với cơ thể trơn tuồn tuột, không vảy và cái miệng trề mọc đầy râu.

Nhưng đừng để những gì mà bạn thấy đánh lừa. Bên trong bộ gen của con cá nheo này có một gen thuộc về cá sấu. Các nhà khoa học đã sử dụng CRISPR, kỹ thuật chỉnh sửa gen tiên tiến nhất hiện nay, để tiêm gen của loài cá sấu mõm ngắn Trung Quốc (Alligator sinensis) vào con cá nheo Mỹ này.

Câu hỏi đặt ra là: Họ làm vậy để làm gì?

Trên thực tế, các nhà khoa học không có ý định tạo ra một đàn cá nheo với hàm răng sắc nhọn hay kỹ năng săn mồi tuyệt đỉnh của cá sấu, thứ có thể làm kinh hãi bất cứ người Mỹ nào mỗi khi tham gia các cuộc dã ngoại ở sông, hồ hay vùng nước mở.

Theo nghiên cứu mới công bố trên nền tảng xuất bản khoa học trước bình duyệt biorxiv, những con cá nheo này đã được tiêm gen cá sấu để tăng cường khả năng đề kháng với bệnh tật.

Cứ 10 con cá da trơn được sinh ra thì có 4 con sẽ chết vì nhiễm trùng

Hoa Kỳ nổi tiếng là một đất nước ăn nhiều cá, đặc biệt là các loài cá da trơn như cá tra, cá basa và cá nheo. Năm 2021, số liệu thống kê cho thấy các trang trại ở Mỹ đã nuôi tới 139 triệu kg cá da trơn mà vẫn phải nhập khẩu thêm cá từ các quốc gia khác.

" Tính trung bình theo trọng lượng thì có tới 60-70% hoạt động nuôi trồng thủy sản ở Hoa Kỳ là để sản xuất cá da trơn ", tiến sĩ Rex Dunham, một nhà di truyền động vật học tại Đại học Auburn, Alabama cho biết.

" Hàng triệu con cá da trơn được nuôi ở Hoa Kỳ mỗi năm, nhưng trong số đó, cũng có hàng triệu con sẽ chết vì mắc bệnh, chủ yếu là bệnh nhiễm trùng".

Các nhà khoa học ước tính chỉ có 60% những quả trứng cá da trơn có thể sống sót và trưởng thành cho tới khi chúng đủ lớn để thu hoạch. Điều đó có nghĩa là 40% số cá còn lại sẽ chết tại một thời điểm nào đó trước tuổi trưởng thành.

Cá da trơn thường chết vì các bệnh nhiễm trùng, bởi các hồ nuôi cá ẩm ướt cũng là điều kiện cho nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh phát triển. Và khi cá được nuôi tập trung với mật độ cao, chúng rất dễ lây nhiễm mầm bệnh sang cho nhau.

Một con cá chết nổi lên mặt hồ đồng nghĩa với tất cả những con cá da trơn khác bên dưới đã gặp nguy hiểm.

Để hạn chế điều này, nhiều chủ trang trại nuôi đã bất chấp trộn thuốc kháng sinh nồng độ cao vào thức ăn cho cá. Tuy nhiên, điều này có thể để lại dư lượng thuốc trên sản phẩm, đồng thời thúc đẩy vi khuẩn trở nên kháng kháng sinh.

Vì vậy, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Auburn đã nghĩ: Tại sao họ không biến đổi gen cá da trơn để khiến chúng kháng được bệnh tật?

Nhưng bằng cách nào?

Logic là hãy tìm một loài cá nước ngọt cực kỳ khỏe mạnh và chuyển gen của chúng sang cho loài cá da trơn yếu đuối. Vậy thì còn loài cá nào thích hợp hơn cá sấu!

Tiêm gen cá sấu vào cá nheo, nhưng đừng để chúng đẻ trứng

" Về mặt lý thuyết, việc biến đổi gen cá da trơn với các gen bảo vệ chúng khỏi bệnh tật có thể giảm chất thải và giúp hạn chế tác động môi trường của hoạt động nuôi cá. Chúng tôi đã cố gắng thực hiện điều đó—bằng cách đưa gen cá sấu vào bộ gen của một loài cá da trơn, ở đây là cá nheo Mỹ ", tiến sĩ Dunham cho biết.

Gen cá sấu, mà tiến sĩ Dunham sử dụng được thu thập từ loài cá sấu mõm ngắn Trung Quốc, mã hóa cho một loại protein đặc biệt gọi là cathelicidin. Tiến sĩ Dunham cho biết protein này có tác dụng kháng khuẩn—nó được cho là giúp bảo vệ cá sấu khỏi bị nhiễm trùng, sau khi chúng cắn nhau và bị thương.

Vì vậy, ông và các đồng nghiệp đã thử đưa gen này vào loài cá nheo để xem chúng có tác dụng kháng các bệnh nhiễm trùng gây ra bởi vi khuẩn hay không?

Có điều, để thí nghiệm này được cấp phép, tiến sĩ Dunham và các đồng nghiệp của ông sẽ phải đảm bảo một điều kiện từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ. Đó là những con cá nheo được biến đổi gen sẽ không được phép đẻ trứng.

Đúng vậy, chúng không được phép sinh sản. Bởi các quan chức ở Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ lo ngại, nếu các nhà khoa học tạo ra một loài cá nheo đột biến, chúng có thể sẽ trở thành những con siêu cá một khi thoát ra được ngoài tự nhiên.

Những con siêu cá này có khả năng gây ra thảm họa từ lợi thế cạnh tranh của chúng với các loài cá khác. Chúng sẽ nhân lên với số lượng khổng lồ mà không một loài nào có thể kiểm soát được, ngay cả con người.

Để tránh khả năng đó xảy ra, tiến sĩ Dunham đã hỏi ý kiến của phó giáo sư Baofeng Su, cũng là một nhà nghiên cứu di truyền tại Đại học Auburn. Baofeng đã đưa ra ý tưởng sử dụng công cụ chỉnh sửa CRISPR để chuyển gen cathelicidin của cá sấu Trung Quốc vào phần bộ gen mã hóa cho một loại hormone sinh sản quan trọng ở cá nheo Mỹ.

Điều này sẽ làm tắt gen mã hóa hormone. " Chúng tôi đang cố gắng ném một hòn đá để giết hai con chim cùng một lúc. Nếu không có hormone, cá nheo sẽ không thể sinh sản ", tiến sĩ Dunham nói.

Chuyện quái quỷ gì thế này?

Tiến sĩ Greg Lutz, một nhà di truyền học đến từ Đại học bang Louisiana, cho biết khi ông lần đầu tiên nghe được ý tưởng của các nhà khoa học ở Đại học Auburn, ông đã phải thốt lên " Chuyện quái quỷ gì thế này? Ai lại có thể nghĩ ra việc tiêm gen cá sấu vào cá da trơn?".

Bản thân tiến sĩ Lutz cũng có nhiều năm kinh nghiệm làm việc trong ngành thủy sản. Thế nhưngm sau khi đọc bài báo trên trang biorxiv, ông đã hiểu tại sao các nhà khoa học ở Auburn lại làm thế.

Theo báo cáo của nhóm tiến sĩ Dunham, sau khi nhận được gen cathelicidin từ cá sấu Trung Quốc, những con cá nheo Mỹ đã thực sự phát triển khả năng đề kháng với bệnh tật cao hơn.

Khi các nhà khoa học thả những con cá nheo này vào một bể nước chứa hai mầm bệnh là những vi khuẩn hay lây nhiễm và giết chết cá nheo, tỷ lệ sống sót của cá nheo biến đổi gen đã tăng lên gấp 5 lần so với những con cá không được chỉnh sửa.

Tiến sĩ Dunham cho biết loài cá chuyển gen này cũng vô sinh khi gen sản sinh hormone của chúng bị tắt. Điều này đảm bảo chúng chỉ có thể sống được một thế hệ, ngay cả khi thoát ra khỏi môi trường nuôi nhốt của phòng thí nghiệm.

Nhận xét về kết quả này, tiến sĩ Lutz cho rằng loài cá nheo chuyển gen rất có triển vọng đi vào ứng dụng.

" Từ lâu, việc tạo ra các loài cá có khả năng đề kháng cao với bệnh tật luôn là một trong những mục tiêu của ngành thủy sản. Việc chỉnh sửa gen để đạt được mục đích này sẽ có tác động lớn đến lượng chất thải do các trang trại nuôi cá tạo ra" , ông nói.

"Về mặt lý thuyết nuôi cá có khả năng kháng bệnh sẽ cần ít tài nguyên hơn và tạo ra ít chất thải hơn".

Cá biến đổi gen có ăn được không?

Đó rõ ràng là đích đến cuối cùng trong nghiên cứu này. Các nhà khoa học tạo ra một loài cá da trơn mang gen kháng bệnh của cá sấu, chỉ để tăng sản lượng nuôi trồng chúng, nhằm mục đích phục vụ các bữa ăn của con người.

Nhưng để một loài cá da trơn biến đổi gen được cấp phép làm thực phẩm ở Mỹ, đó có thể sẽ là một hành trình dài.

Hiện chỉ có một loại cá biến đổi gen duy nhất được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) chấp thuận tại Hoa Kỳ là cá hồi AquAdvantage. Những con cá này được bổ sung một gen từ một loài cá hồi khác khiến chúng có cơ thể lớn hơn và cho nhiều thịt hơn cá hồi bình thường.

Cá hồi AquAdvantage đã được cấp phép ở thị trường Hoa Kỳ vào năm 2021. Nhưng đó là kết quả của 26 năm nộp hồ sơ và liên tục chứng minh tính an toàn của AquaBounty, đơn vị đã biến đổi gen những con cá này.

Nhưng cứ giả sử cá nheo và các loài cá da trơn được tiêm gen cá sấu đã được cấp phép bán, câu hỏi là: Liệu có ai ăn chúng không?

Tiến sĩ Dunham nghĩ là có. Một khi cá được nấu chín, protein do gen cá sấu tạo ra sẽ mất đi hoạt tính sinh học. Do đó, nó không có khả năng gây ra bất kỳ hậu quả nào cho người ăn cá.

" Dù sao đi nữa, rất nhiều người vẫn đang ăn thịt cá sấu đấy thôi ", tiến sĩ Dunham nói. "T ôi sẽ sẵn sàng ăn những con cá này ngay" , Dunham nói.

Mặc dù vậy, tiến sĩ Lutz lo ngại rằng những người khác có thể không thoải mái với ý tưởng ăn một con cá da trơn có gen cá sấu. " Tôi có thể khẳng định với bạn rằng, sẽ có những người sợ loài cá này sẽ mọc ra một hàm răng to với cái miệng dài như cá sấu để cắn lại loài người chứ đừng nói đến chuyện họ chịu ăn chúng ", ông nói.

Dẫu vậy, vì gen được chuyển từ cá sấu Trung Quốc không mã hóa cho kiểu hình của cá da trơn, đó chỉ là một tưởng tượng tương đối thú vị mà thôi.