Brazil: Nghiên cứu tạo ra lợn kháng bệnh dịch tả lợn châu Phi bằng công nghệ CRISPR

Tập đoàn Nghiên cứu Nông nghiệp Brazil ( Embrapa ) đã thực hiện những bước đầu tiên hướng tới việc phát triển giống lợn kháng bệnh dịch tả lợn châu Phi (ASF) bằng công nghệ CRISPR, một công nghệ cho phép thực hiện những thay đổi cụ thể đối với DNA.

Daniel Azevedo

Ngày 7 tháng 9

Các nhà nghiên cứu tại Embrapa sẽ bắt đầu một nhiệm vụ tạo ra những con lợn kháng bệnh dịch tả lợn châu Phi (ASF). Ảnh: Embrapa

Được thực hiện bởi Embrapa Pig and Poultry, nghiên cứu ban đầu tập trung vào việc chỉnh sửa tế bào lợn trong phòng thí nghiệm và, nếu kết quả khả quan, nghiên cứu có thể tiến triển sang phôi và sau đó là trên động vật. Sáng kiến ​​này nhắm đến một trong những bệnh gây ảnh hưởng lớn nhất đến ngành chăn nuôi lợn toàn cầu. Brazil đã không mắc bệnh này kể từ đầu những năm 1980 , khiến việc ngăn ngừa sự tái xuất hiện của bệnh trở thành ưu tiên hàng đầu về sức khỏe động vật đối với quốc gia này.

Các gen liên quan đến tương tác giữa lợn và virus ASF

Dự án của Embrapa nhằm mục đích xác định các gen liên quan đến sự tương tác giữa lợn và virus ASF, đồng thời xác định liệu những thay đổi cụ thể đối với các gen này có thể làm giảm khả năng nhiễm bệnh của tế bào hay không. Chiến lược này sử dụng hệ thống CRISPR/Cas, một công cụ chỉnh sửa gen cho phép các nhà nghiên cứu nhắm mục tiêu vào các vị trí đã được xác định trước trong DNA. Tiến sĩ Mariana Groke Marques là nhà nghiên cứu dẫn đầu nghiên cứu này. Bà cho biết: "Chúng ta có thể chọn một ứng cử viên, sửa đổi nó và đặt câu hỏi: liệu sự thay đổi này có ảnh hưởng đến phản ứng của tế bào đối với virus hay không?"

Tiến sĩ Mariana Groke Marques, trưởng nhóm nghiên cứu. Ảnh: Embrapa

Tiến sĩ Marques cho biết dự án này cũng nhằm mục đích thiết lập một nền tảng chỉnh sửa gen có thể được sử dụng trong tương lai để nghiên cứu các gen khác liên quan đến sức khỏe và khả năng kháng bệnh ở lợn. Trong số các mục tiêu ban đầu có các gen gọi là SLA-DMA và SLA-DMB. Các nghiên cứu trước đây của các nhóm nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng chúng có thể đóng vai trò quan trọng trong sự tương tác giữa lợn và virus ASF. Nhóm Embrapa dự định sẽ tiếp tục nghiên cứu này bằng cách sử dụng CRISPR/Cas và phương pháp riêng của họ để đưa các thành phần cần thiết cho việc chỉnh sửa vào tế bào.

Không chỉ là một gen kháng thuốc duy nhất

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu không chỉ dựa vào việc phát hiện ra một “gen kháng bệnh” duy nhất. Các mục tiêu khác hiện đang được nghiên cứu và ở giai đoạn sau, nhóm nghiên cứu dự định đánh giá xem liệu các thay đổi có lợi khác nhau có thể được kết hợp hay không. Tiến sĩ Marques cho biết: “Thay vì cho rằng việc sửa đổi một gen duy nhất sẽ là giải pháp cho một căn bệnh phức tạp như ASF, chúng tôi muốn xác định các điểm khác nhau trong tương tác giữa virus và vật chủ và xác định xem việc kết hợp các thay đổi này có thể tạo ra một con lợn ít mẫn cảm với bệnh hơn hay không.”

Nền tảng thử nghiệm

Nghiên cứu hiện đang ở giai đoạn xây dựng và hoàn thiện nền tảng thực nghiệm. Nhóm nghiên cứu đã thiết lập được tế bào sợi nguyên bào lợn trong nuôi cấy và tiến hành phân tích bằng máy tính để xác định các vị trí trong DNA có thể được chỉnh sửa. Để phục vụ mục đích này, các nhà nghiên cứu đang làm việc với PEI, hay polyetylenimine, một công nghệ mà nhóm Embrapa đã từng sử dụng trong một dự án khác để đưa vật liệu di truyền vào và tạo ra các tế bào và phôi chuyển gen. Thách thức hiện nay là điều chỉnh phương pháp này cho việc chỉnh sửa gen. Bên cạnh việc giảm chi phí so với một số giải pháp thương mại, việc làm chủ kỹ thuật này có thể cho phép nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu về lợn khác nhau.

Hình ảnh tế bào lợn dưới kính hiển vi. Ảnh: Embrapa

Tuy nhiên, hiện vẫn chưa có bằng chứng nào cho thấy những thay đổi trong các gen đang được nghiên cứu đã giúp tế bào kháng lại ASF. Trước tiên, các nhà nghiên cứu phải chứng minh rằng việc chỉnh sửa gen đã được thực hiện thành công. Sau đó, các tế bào đã được chỉnh sửa sẽ được chọn lọc và đánh giá để xác định xem chúng có phản ứng khác nhau với sự nhiễm virus hay không. Nếu giai đoạn này cho kết quả tích cực, nghiên cứu có thể tiến triển đến giai đoạn phôi thai và sau đó là tạo ra động vật biến đổi gen.

Chưa có ước tính về thời điểm lợn có thể được đưa đến trang trại.

Việc đưa lợn biến đổi gen vào sản xuất thương mại vẫn được xem là triển vọng trung và dài hạn. Bên cạnh việc chứng minh hiệu quả của kỹ thuật này, công nghệ này sẽ phải trải qua các quy trình pháp lý và giải quyết các vấn đề liên quan đến sự chấp nhận của thị trường tiêu dùng và nhập khẩu. Vì lý do đó, các nhà nghiên cứu vẫn chưa đưa ra ước tính về thời điểm lợn mang những đặc điểm này có thể được đưa vào các trang trại thương mại.

Trước khi điều đó có thể xảy ra, cần phải điều tra các tác động ngoài ý muốn tiềm ẩn, và các nhà nghiên cứu phải đảm bảo rằng những thay đổi không ảnh hưởng xấu đến các chức năng sinh học quan trọng, sự phát triển, sinh sản hoặc hiệu suất của lợn.

Tiến sĩ Marques cho biết: “Mục tiêu là tạo ra một giống vật nuôi khỏe mạnh có ưu thế thực sự trong việc chống lại bệnh dịch tả lợn châu Phi mà không làm ảnh hưởng xấu đến các đặc điểm khác. Hiệu quả của nó phải ít nhất cũng tốt bằng những con vật không bị chỉnh sửa gen.”

Đặc tính bảo vệ liên quan đến chính con lợn.

Đối với Tiến sĩ Marques, chỉnh sửa gen sẽ cung cấp thêm một lớp bảo vệ. Bà nói: “Điểm khác biệt là chúng ta cũng sẽ có một đặc tính bảo vệ liên quan đến chính con vật đó.” Bà nói thêm rằng đối với Brazil, việc phát triển khả năng này trong khi quốc gia này vẫn chưa bị ảnh hưởng bởi dịch tả lợn châu Phi là một cách để dự đoán các rủi ro về sức khỏe động vật và chuẩn bị chuỗi sản xuất lợn cho các mối đe dọa tiềm tàng trong tương lai.

Võ văn sự https://www.foodagribusiness.world/pigs/brazil-research-to-create-asf-resistant-pigs-using-crispr