Các nhà khoa học vừa bước một bước tiến dài tới cái đích "tạo nên sự sống nhân tạo"

Các nhà khoa học vừa đạt thêm một bước tiến mới cho quá trình tạo ra sự sống nhân tạo, một quá trình bắt chước Mẹ Thiên nhiên vô cùng phức tạp. Bước tiến ấy cụ thể là: họ đã tổng hợp thành công 6 trong số 16 nhiễm sắc thể men. Điều này có nghĩa là họ đã đi được hơn 1/3 chặng đường tạo nên một bộ gen của men từ hai bàn tay trắng – một dấu mốc rất lớn trong lĩnh vực phát triển sự sống trong phòng thí nghiệm.

Nghiên cứu trên được tiến hành bởi một đội ngũ các nhà khoa học lên tới cả trăm người, đều gồm những thành viên góp công xây dựng Dự án Tổng hợp Bộ gen Men và họ ước tính rằng, những bộ gen men nhân tạo có thể được hoàn thiện trong năm tới, năm 2018.

“Đây là một dự án thú vị”, nhà nghiên cứu gen, ông George Church từ Đại học Harvard, người không thuộc dự án nghiên cứu trên phát biểu. “Họ đã tiến hành giải quyết một trong những vấn đề khó khăn bậc nhất. Và hai phần ba bộ gen men còn lại sẽ được hoàn thiện nhanh chóng hơn nữa”.

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã đạt được những dấu mốc quan trọng trong nỗ lực chỉnh sửa ADN, với công cụ CRISPR mạnh mẽ. Chính nó là công nghệ ngăn táo không bị biến màu sau khi gọt hay tuyệt vời hơn, ngăn chặn HIV không thể tái lây nhiễm bằng cách loại bỏ virus khỏi tế bào con người. Lần này, thông qua CRISPR, mục tiêu của họ là tạo ra một dạng sống đơn bào hoàn thiện trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Chặng đường được cho là vẫn còn dài, nhưng nghiên cứu mới này đã kéo chúng ta lại gần cái đích ấy hơn rất nhiều, khi mà các nhà khoa học đang từng bước vững chắc, viết nên những dòng mã hoàn thiện mục tiêu của một cơ chế sự sống nhân tạo. Trước đây, một nghiên cứu tương tự đã dược thực hiện, cụ thể là với vi khuẩn Mycoplasma genitalium nhưng bộ gen men ở nghiên cứu này phức tạp hơn thế nhiều.

Nếu như đội ngũ thành công, đây sẽ là bộ gen của sinh vật nhân chuẩn (nhân thực) đầu tiên từng được tổng hợp trong phòng thí nghiệm. Sinh vật nhân chuẩn là những cá thể sống đa bào – như động và thực vật ngày nay, chúng là sinh vật gồm các tế bào phức tạp, trong đó vật liệu di truyền được sắp đặt trong nhân có màng bao bọc

Quá trình tạo ra những bộ gen trên bao gồm việc tạo nên nhiễm sắc thể của men từ bốn thành tố hóa học tạo nên ADN - adenine, cytosine, guanine và thymine. Ở mỗi giai đoạn, những nhiễm sắc thể tự nhiên được cẩn thận thay thế bằng những nhiễm sắc thể tạo nên trong phòng thí nghiệm, và men được thử nghiệm để xem chúng có khả năng hoạt động như bình thường hay không.

Men dưới kính hiển vi.

Để làm được điều đó, các nhà khoa học đã phải dựa vào một chương trình sinh học trên máy tính mang tên BioStudio, mọi “bug” trong hệ thống mã sẽ được xác định và sửa chữa trước khi giai đoạn tiếp theo được tiến hành. Dần dần, quá trình thay đổi mã này có thể cho phép các nhà khoa học làm được nhiều hơn thế, nhiều hơn là chỉ tạo ra một loại men sống. Họ mong rằng những dạng sống tương lai được tổng hợp bằng cách này sẽ có thể hoạt động như một nhà máy tí hon, sản xuất ra những loại thuốc chữa bệnh cũng như những loại nhiên liệu sinh học khác nhau.

Một ngày, ta sẽ có thể tạo ra những loại men sống được trong những môi trường khác nhau hoặc mang trong mình một đặc điểm riêng biệt, những đặc điểm cần thiết cho những nghiên cứu riêng biệt.

“Như trích dẫn nổi tiếng của Richard Feynman trong ngành vật lý rằng ‘Thứ gì tôi không thể tạo ra, tôi sẽ không thể hiểu được nó’”, trưởng dự án nghiên cứu Jef Boeke nói. “Và đó cũng chính là khẩu hiệu trong lĩnh vực của chúng tôi, bạn cũng tưởng tượng ra rồi đó”.

Tham khảo ScienceAlert