“Chẳng thứ gì trong sinh học có ý nghĩa, ngoại trừ ánh sáng của sự tiến hóa” – Theodosius Dobzhansky.
Hàng ngàn năm trước, người Homo sapiens đã bắt đầu xây dựng mối quan hệ mật thiết với một loài nấm đơn bào. Ở thời điểm đó, họ còn chưa biết hậu thế sẽ gọi mình là Homo sapiens, và loài nấm này sẽ được đặt tên là Saccharomyces cerevisiae.
Thực ra thì S. cerevisiae chính là nấm men, sinh vật đã giúp người Sumer ở Lưỡng Hà tạo ra bia từ hơn 8.000 năm trước. Cột mốc đánh dấu thời điểm con người có thể bắt một loài sinh vật cực nhỏ phục tùng cho mục đích của mình.
Và cho đến tận bây giờ, nấm nem vẫn tiếp tục giúp chúng ta sản xuất ethanol và insulin, phục vụ vô vàn lĩnh vực trong đời sống và cả hoạt động trong phòng thí nghiệm.
Nhưng liệu mối quan hệ giữa Homo sapiens với S. cerevisiae có thể tiến xa hơn nữa? Câu trả lời lá có – ít nhất là khi Jef Boeke biết cách làm điều này.
Vị Giám đốc Viện Di truyền Hệ thống tại Đại học New York đang dẫn đầu một nhóm hàng trăm nhà nghiên cứu quốc tế. Mục đích của Boeke là muốn tổng hợp tất cả 12,5 triệu kí tự di truyền đã tạo nên bộ gen của nấm men.
Điều này có thể giúp tinh chỉnh chúng thành những loài sinh vật mới. Các loài nấm men mới sẽ được gọi là Sc2.0 (Synthetic Yeast 2.0 – Tổng hợp nấm men). Chúng sẽ không chỉ còn giúp con người tạo ra bia, mà còn rất nhiều vật chất có ích khác.
“Trong 10 năm tới, sinh học tổng hợp sẽ sản xuất tất cả các loại hợp chất và vật liệu bằng vi sinh vật”, Boeke nói. “Chúng tôi hy vọng rằng nấm men của chúng tôi sẽ đóng một vai trò lớn trong đó”.
Hơn 8.000 năm trước, nấm men đã giúp người Sumer làm ra bia. Bây giờ, kỷ nguyên nấm men 2.0 sắp sửa bắt đầu.
Hãy suy nghĩ về dự án này của Boeke giống như Henry Ford chế tạo ra chiếc ô tô đầu tiên. Và cho đến bây giờ, có biết bao nhiêu loại ô tô ngoài kia?
Sc2.0 là một dự án được bắt đầu, với mục đích chính vẫn là thiết kế lên những loại nấm men tốt hơn, để chúng sản sinh ra những hóa chất hữu ích phục vụ cho con người. Tiến hóa tự nhiên đã tối ưu hóa nấm men, khiến chúng tạo ra được rất nhiều thứ từ bia đến sữa chua, nhưng ngoại trừ việc sản xuất enzyme và kháng sinh theo lối công nghiệp.
Nếu có thể tổng hợp bộ gen nhân tạo, chúng ta có thể tạo ra những chủng nấm men không chỉ làm ra sữa chua, mà cả nhiên liệu sinh học, thuốc chữa ung thư, insulin, kháng sinh…
Nó giống như việc chọn lọc tự nhiên đã được tua nhanh ở đáy đĩa thí nghiệm. Cuối cùng, nó cho phép chúng ta lấy được những món quà từ tương lai, chẳng hạn như một chủng nấm men có thể giúp con người xây dựng những nhà máy công nghiệp thế hệ mới.
Trong một tương lai không xa, chúng ta có thể dùng một phần mềm máy tính để thiết kế bộ gen. Rồi thay vì chỉnh sửa DNA, bạn có thể in ngay cả bộ gen đã thiết kế ấy. Hãy tưởng tượng các nhà khoa học sẽ làm gì khi đó, họ sẽ có thể in ra những sinh vật độc đáo, chẳng hạn như tảo tiết ra nhiên liệu, các loài cây trồng miễn nhiễm với bệnh tật hay thậm chí là phục sinh các sinh vật đã tuyệt chủng.
