Các start-up chỉnh sửa gen cây trồng: Thách thức các 'ông lớn' ngành nông nghiệp

Một cây đậu nành chỉnh sửa gen được tạo ra tại phòng thí nghiệm của công ty khởi nghiệp Calyxt. Ảnh: Reuters

“Biên tập” gen, giúp cây trồng có những đặc tính ưu việt

Tại một phòng thí nghiệm ở vùng ngoại ô thành phố Minneapolis, bang Minnesota (Mỹ), một công ty nhỏ chưa bao giờ có lợi nhuận đang nuôi tham vọng đánh bại các "ông lớn" ngành nông nghiệp bằng những đột phá mới trong kỹ thuật chỉnh sửa gen cây trồng.

Calyxt, công ty khởi nghiệp ra đời cách đây tám năm, đã dùng kỹ thuật "biên tập gen" để chỉnh sửa gen của cây đậu nành nhằm sản xuất ra một loại dầu tốt hơn cho sức khỏe. 78 nông dân đã trồng giống đậu nành chỉnh sửa gen này vào mùa xuân vừa qua trên diện tích rộng 6.900 ha ở bang Nam Dakota và bang Minnesota. Đây là vụ mùa của một giống cây chỉnh sửa gen đầu tiên được đưa vào sản xuất thương mại, giúp Calyxt đánh bại những ông lớn nông nghiệp có tên trong danh sách 500 công ty lớn nhất toàn cầu do tạp chí Fortune bình chọn.

Ngoài Calyxt, các công ty khởi nghiệp khác như Cibus, và Benson Hill Biosystems cũng tham gia vào cuộc đua chỉnh sửa gen cây trồng này. Công nghệ này liên quan đến việc nhắm vào các gen cụ thể trong một sinh vật và vô hiệu hóa những gen có liên quan đến các đặc tính không có lợi hoặc chỉnh sửa chúng thay đổi theo hướng tích cực. Công nghệ biến đổi gen truyền thống, trái lại, liên quan đến việc chuyển một gen từ sinh vật này sang sinh vật khác, một quy trình mà cho đến nay vẫn chưa được người tiêu dùng hoàn toàn chấp nhận.

Công nghệ chỉnh sửa gen có thể mang lại các vụ mùa bội thu hơn với một loạt các đặc tính ưu việt hơn, chẳng hạn như cà chua có vị ngon hơn, lùa mì có hàm lượng gluten thấp, táo không bị ngả màu nâu sau khi cắt ra, đậu nành chịu được thời tiết khô hạn... Nhà phân tích Nick Anderson ở ngân hàng đầu tư Berenberg nhận định các tiến bộ này có thể giúp tăng giá trị thị trường giống cây trồng công nghệ sinh học toàn cầu lên gấp đôi so với mức 15 tỉ đô hiện nay trong vòng một thập kỷ tới.

Các tập đoàn phát triển giống cây trồng khổng lồ như Syngenta (Thụy Sĩ) và DowDuPont (Mỹ) đã xác lập sự thống trị công nghệ cây trồng biến đổi gen (GMO) xuất hiện vào thập niên 1990. Song họ đang đối mặt với sự cạnh tranh rộng lớn hơn từ các công ty khởi nghiệp như Calyxt và các đối thủ nhỏ hơn ở lĩnh vực công nghệ chỉnh sửa gen cây trồng vốn không cần quá nhiều chi phí để phát triển.

Calyxt dự định bán dầu được sản xuất từ đậu nành chỉnh sửa gen cho các công ty thực phẩm. Công ty cũng lên kế hoạch cho 12 vụ mùa cây trồng chỉnh sửa gen khác bao gồm lúa mì có hàm lượng chất xơ cao và khoai tây giữ độ tươi lâu hơn.

Các ông lớn vào cuộc

Khoai tây chỉnh sửa gen được trồng trong nhà kính ở phòng thí nghiệm của công ty khởi nghiệp Calyxt. Ảnh: Reuters

Các công ty công nghệ nông nghiệp lớn khác cũng đang hành động quyết liệt thúc đẩy nhanh sự phát triển các giống cây trồng chỉnh sửa gen. Một giống cây trồng chỉnh sửa gen có thể mất 5 năm từ giai đoạn phát triển cho đến thương mại hóa ở Mỹ so với 12 năm ở cây trồng biến đổi gen, theo ông Dan Dyer, giám đốc bộ phận phát triển giống cây trồng ở Syngenta.

Syngenta đang nghiên cứu phát triển giống cà chua có vị ngon hơn và lâu hỏng hơn. Công ty này hy vọng sẽ thực hiện vụ mùa chỉnh sửa gen vào giữa thập niên 2020.

Hồi tháng 2, tập đoàn thức ăn chăn nuôi và nông nghiệp Cargill thông báo sẽ hợp tác với công ty khởi nghiệp Precision BioSciences để giảm chất béo bão hòa trong dầu được chiết từ hạt cải dầu. Hai bên sẽ nghiên cứu chỉnh sửa gen của cây cải dầu để để đạt được mục đích này.

Tập đoàn hóa chất nông nghiệp và giống cây trồng DowDuPont cũng đang thử nghiệm vụ mùa ngô sáp được chỉnh sửa gen để đạt năng xuất cao hơn.

Song Robert Wager, nhà nghiên cứu sinh học ở Đại học Vancouver Island (Canada) nhận định các start-up đang phả hơi nóng vào các ông lớn ngành nông nghiệp trong cuộc đua đưa thế hệ thực phẩm chỉnh sửa gen ra thị trường. Bức tranh cạnh tranh mới có thể giúp thúc đẩy các thương vụ hợp tác và thỏa thuận cấp phép giữa các công ty nhỏ và công ty lớn cùng với các trường đại học hoặc các viện nghiên cứu khác.

Trong năm nay, tập đoàn Monsanto – gần đây đã được Bayer (Đức) mua lại, đã đầu tư 100 triệu đô vào công ty khởi nghiệp Pairwise Plants để tăng tốc phát triển các cây trồng chỉnh sửa gen. Trong khi đó, công ty khởi nghiệp Benson Hill ở bang Bắc Carolina, được hai nhà khoa học thành lập năm 2012, quyết định tự sản xuất một giống ngô chỉnh sửa gen cho năng suất cao nhờ chi phí phát triển thấp. Matt Crisp, giám đốc điều hành Benson Hill, cho biết phát triển và tiếp thị một giống cây trồng biến đổi gen truyền thống có thể mất chi phí lên đến 150 triệu đô và chỉ có một số ít các công ty lớn mới có thể kham nổi. Với các cây trồng chỉnh sửa gen, chi phí này có thể giảm đến 90%.

Sự đón nhận vẫn chưa chắc chắn

Bằng cách sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen, các nhà khoa học có thể chuyển một phân tử RNA (Axit ribonucleic) vào một enzyme của một tế bào cây trồng. Khi RNA gặp dòng DNA mục tiêu bên trong tế bào, nó sẽ kết chặt với nó, khiến enzyme tạo ra một đứt gãy trong DNA của tế bào đó. Tiếp đó, tế bào sẽ sửa chữa DNA bị đứt gãy theo cách có thể phá vỡ hoặc cải thiện gen.

Các công ty công nghệ sinh học nông nghiệp hy vọng công nghệ này có thể giúp thực phẩm tránh được quy định yêu cầu dán nhãn ghi rõ thực phẩm biến đổi gen. Những người ủng hộ công nghệ chỉnh sửa gen cây trồng cho rằng nó cho phép mức độ can thiệp chính xác cao hơn công nghệ biến đổi gen cây trồng truyền thống.

Song sự đón nhận của các cơ quan quản lý và người tiêu dùng toàn cầu vẫn chưa chắc chắn. Hôm 25-7, Tòa án Công lý Liên minh châu Âu đã ra phán quyết nói rằng các kỹ thuật chỉnh sửa gen cũng bị áp dụng các quy định quản lý giống như các cây trồng biến đổi gen. Hiệp hội ngành công nghiệp hóa chất Đức gọi phán quyết này là “đối nghịch với sự tiến bộ”. Bộ trưởng Nông nghiệp Mỹ Sonny Perdue cũng lên án phán quyết vì ông cho rằng nó dựng lên các rào cản không cần thiết đối với sự sáng tạo và “bêu xấu” công nghệ chỉnh sửa gen bằng cách đặt nó vào diện bị quản lý bởi các quy định lỗi thời đối với cây trồng biến đổi gen.

Cục Quản lý thực phẩm và dược phẩm Mỹ (FDA) đang lên kế hoạch quản lý công nghệ chỉnh sửa gen ở cây trồng lẫn động vật nhưng Bộ Nông nghiệp Mỹ quyết định không quản lý các vụ mùa chỉnh sửa gen. Mặc dù công nghệ chỉnh sửa gen cây trồng không vấp phải sự phản đối rộng rãi của người tiêu dùng, các nhà hoạt động vốn từ lâu phản đối các vụ mùa biến đổi gen vẫn nghi ngờ về công nghệ này.