Bản in

Khoa học

Chủ Nhật, 8/7/2018 18:25

Khi khoa học định đoạt tạo hóa

Khôi phục các sinh vật tuyệt chủngKhôi phục các sinh vật tuyệt chủng

GD&TĐ - Cuộc sống của chúng ta được cải thiện rất nhiều kể từ khi có khoa học, khiến thế giới trở nên đáng sống hơn, đồng thời nâng cao tầm hiểu biết về bản thân chúng ta và vũ trụ. Khi khoa học tiến triển, xã hội loài người cũng biến đổi theo. Từ thực tế này mà nhiều nhà nghiên cứu đang bắt tay vào những dự án tham vọng nhằm tạo nên một cuộc cách mạng hóa và lợi ích tối đa cho toàn nhân loại.

Sự sống nhân tạo

Sau 15 năm miệt mài nghiên cứu, cuối cùng thì TS Craig Venter, một nhà triệu phú tiên phong trong lĩnh vực di truyền đã biến ước mơ thành sự thật: Tạo ra sự sống nhân tạo. Năm 2010, công trình nghiên cứu gây tranh cãi của ông đã được công bố trên tạp chí Science, nó hé lộ chi tiết về cách mà ông Venter và nhóm cộng sự đã phát triển ra “một dạng sự sống tổng hợp hoàn toàn mới từ hỗn hợp các hóa chất”. Quá trình có vẻ khá đơn giản. Nhóm của ông Venter đã giải mã trình tự gene của Mycoplasmagenitalium (con vi khuẩn nhỏ nhất thế giới) và đưa nó vào máy tính. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã dùng dữ liệu mà họ thu thập để “tái sinh sản ADN nhân tạo trong phòng thí nghiệm”. Nhằm phân biệt ADN này với bản gốc, nó đã được tinh chỉnh như một “ngấn nước”.

Cuối cùng, họ bỏ ADN ban đầu và thay mới bằng đoạn mã nhân tạo được sinh ra. Kết quả là sự hiện diện của một tế bào tổng hợp có khả năng sao chép. Đột phá này là hết sức quan trọng khi mà các nhà khoa học đang muốn xem xét khả năng sao chép hay tái sinh sản như là nền tảng cốt lõi của sự sống. Tuy vậy, nghiên cứu của ông Venter bị “ném đá” vì dám “qua mặt” Chúa; ngoài ra còn có nhiều ý kiến cho rằng nghiên cứu này đang “bật đèn xanh” cho chiến tranh sinh học.  

Sinh vật ngoại lai với ADN tổng hợp

Dù cuộc sống trên Trái đất hết sức đa dạng, nhưng ngạc nhiên thay khi nó được mã hóa chỉ bởi 2 cặp ADN: C-G và A-T. Cho đến gần đây các nhà khoa học mới tạo nên cú đột phá: Họ đã sáng tạo ra một cơ chế sinh vật gồm có 2 cặp ADN tự nhiên và thêm một cái ADN nhân tạo. Sinh vật mới được hình thành từ vi khuẩn E. coli, nó được xem là “sinh vật ngoại lai nhân tạo đầu tiên trên thế giới” vì “có ADN không giống bất kỳ thứ gì hiện hữu trên Trái đất”.

Dự án khoa học thành công vượt quá sức tưởng tượng này đã viết lại ADN và mọi thứ mà chúng ta biết về nó. Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học luôn đinh ninh rằng sự sống chỉ được sinh ra khi nó đi qua cấu trúc ADN.

Tuy nhiên với sự ra đời của cơ chế sống với ADN nhân tạo có thể khẳng định rằng “sự sống có thể sinh ra thông qua những loại mã hóa di truyền khác”. Điều này nói lên rằng rất có thể sự sống trên các hành tinh khác đã phát triển rất khác so với Trái đất chúng ta. Mặt khác, đột phá khoa học này có tiềm năng sẽ được ứng dụng trong y tế và công nghệ nano.

Chỉnh sửa gene người

Thời trước, việc chỉnh sửa di truyền chỉ được giới hạn ở động vật và cây cối, nhưng hiện nay, nó đã lấn sân sang con người. Điều này xảy ra sau khi Cơ quan Phôi và sinh sản con người (HFEA) ở Anh đã trao quyền cho bà Kathy Niakan, một nhà nghiên cứu tại Viện Francis Crick (London) được phép chỉnh sửa phôi người cho các mục đích khoa học. Thứ công nghệ mà bà Niakan và các nhà di truyền học khác được gọi là CRISPR

(Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats – Trình tự sắp xếp kiểu lặp đi lặp lại xen khoảng trống; Ruud Janse từ Đại học Utrecht, Hà Lan). Công nghệ này cho phép các nhà khoa học có thể nhận diện một số gene, loại bỏ chúng và rồi tái viết lại ADN của chúng. Xét về công nghệ, nó giúp loại bỏ những căn bệnh hiểm nghèo như ung thư, giảm sẩy thai, tăng tỷ lệ sinh sản. Xét về khía cạnh đạo đức, vấn đề mà nhiều người lo ngại là chỉnh sửa di truyền có thể mở đường cho việc ra đời “những em bé thiết kế sẵn” mà những người theo Thuyết ưu sinh từng mong muốn đạt được.

Phục hồi người chết não

“Cải tử hoàn sinh” nghe như thể viễn vông, một cái gì đó tưởng chỉ có trong tôn giáo hay siêu nhiên. Nhưng, một công ty Mỹ tên là BioQuark đang nỗ lực nghiên cứu để đạt được mục tiêu không tưởng này. Gần đây, BioQuark đã nhận được sự cho phép của Hội đồng xét duyệt định chế Hoa Kỳ (IRB) nhằm bắt đầu giai đoạn đầu tiên của tham vọng: Dự án gây tranh cãi.

Giai đoạn đầu gọi là ReAnima với sự tham gia của 20 người Ấn Độ được xác nhận là chết lâm sàng. Lưu ý rằng BioQuark chỉ được tiến hành các thí nghiệm trên người đã chết não. Chết não được định nghĩa ngắn gọn là “não mất mọi khả năng hoạt động”. Xét về luật pháp, người chết não được hợp pháp gọi là chết, nhưng có thể sống lại nếu được phục hồi não.

Để đạt được mục tiêu, BioQuark cho ra các kế hoạch bằng cách dùng vài kỹ thuật khác nhau như tiêm peptide, các tế bào gốc và kích thích thần kinh bằng cách làm kích hoạt hệ thần kinh Trung ương và một số phần cụ thể trong não, nhằm “sửa chữa và mọc lại tương tự như cơ chế ở loài cá hay lưỡng cư”. Nếu thành công, BioQuark sẽ dành thời gian để “tái tạo con người hoàn thiện”.

Cơ quan nội tạng lai ghép người – động vật

Nhiều nhà khoa học đang tìm kiếm những đột phá mang tính hứa hẹn: “Trồng” cơ quan nội tạng người trong cơ thể động vật. Họ đang tạo ra cái gọi là “Chimera”: Một cơ chế có cả ADN của người và động vật trong y học hiện đại. Để tạo ra Chimera, các nhà khoa học đi theo cách sau: Trước hết họ sẽ loại bỏ một ADN của động vật, nó có thể là bất kỳ thứ gì như một phân đoạn mã hóa của tuyến tụy; sau đó, họ sẽ tiêm các tế bào gốc con người vào trong phôi của động vật.

Một khi đi vào trong phôi, các tế bào gốc sẽ phát triển thành đoạn ADN đã bị mất, vì phôi không có hệ miễn dịch nên các tế bào gốc con người sẽ không bị từ chối. Dù mang ý nghĩa sẽ cứu sống hàng ngàn người mỗi năm, nhưng dự án khoa học vẫn bị chỉ trích nặng nề. Có lo ngại cho rằng chuyện gì sẽ xảy ra nếu như các tế bào gốc phát triển thành bộ não người trong cơ thể động vật? Hậu quả sẽ ra sao nếu vô tình tạo ra những sinh vật lai người và thú có khả năng suy nghĩ độc lập?

Tinh dịch nhân tạo

Các nhà khoa học ở Trung Quốc đã tạo ra dạng tinh dịch nhân tạo trong phòng thí nghiệm. Họ trích xuất các tế bào gốc phôi (bất kỳ tế bào nào) từ chuột và cho chúng tiếp xúc với nhiều chất hóa học. Kết quả sẽ sinh ra những tế bào mầm nguyên thủy, kế đó họ sẽ cho những tế bào mầm tiếp xúc với hormone giới tính và tế bào tinh hoàn.

Sau một thời gian, các tế bào mầm phôi sẽ chuyển thành tế bào tinh dịch đủ chức năng. Tiếp đó, các nhà khoa học đã tiêm các tế bào tinh dịch vào chuột cái và chúng sẽ sinh ra những con chuột con khỏe mạnh. Các nhà nghiên cứu có kế hoạch tiến hành thí nghiệm xa hơn trên động vật linh trưởng, nếu thành công, họ sẽ thử nghiệm trên con người.

Tạo bụi giữa các vì sao

Năm 2014, NASA đã tạo nên một bước đột phá quan trọng: Tạo ra bụi giữa các vì sao. Họ sử dụng một thiết bị buồng áp suất thấp gọi là “Buồng mô phỏng vũ trụ” nhằm tạo ra bụi liên các vì sao. Cái buồng này có khả năng tái tạo ra môi trường không gian sâu bằng cách kích thích các mức độ nhiệt độ cao và chân không.

NASA dùng Buồng mô phỏng vũ trụ để tạo ra những điều kiện khắc nghiệt quanh một ngôi sao chết. Khi ngôi sao gần chết, nó sẽ phóng ra một lượng bụi khổng lồ mà các nhà khoa học gọi đây là nền tảng hình thành hành tinh như là thành phần chính trong tiến hóa vũ trụ. Bằng cách tạo ra vật liệu ngoài Trái đất, các nhà nghiên cứu NASA tràn trề hy vọng sẽ giải mã các bí ẩn của vũ trụ mênh mông.

Thao tác các hệ tự nhiên của trái đất

Khí hậu toàn cầu ngày càng tồi tệ do biến đổi khí hậu gây ra, những biện pháp đối phó với chúng hiện nay tỏ ra không hiệu quả. Để giải bài toán khí hậu một lần và mãi mãi, nhiều nhà khoa học đang để mắt tới các kỹ thuật địa kỹ thuật. Nhưng các phương pháp này đang còn gây tranh cãi. Nhiều giải pháp có tính rủi ro cao hoặc quá xa tầm với. Địa kỹ thuật là sự can thiệp có chủ ý vào tiến trình môi trường của Trái đất.

Có 2 giải pháp địa kỹ thuật đang được cộng đồng khoa học hết sức quan tâm là loại bỏ carbon dioxide và quản lý bức xạ mặt trời. Thứ nhất, loại bỏ carbon dioxide tương đối ít rủi ro, nhưng lại tốn kém, ngoài ra tác động của nó khá nhỏ và phải mất một thời gian dài mới cho kết quả tốt;

Thứ hai, quản lý bức xạ mặt trời còn gọi là “sửa đổi Albedo” thì không tốn kém nhưng lại rủi ro cao. Kỹ thuật này hiệu quả vượt xa so với loại bỏ carbon dioxide và ngay lập tức giảm nhiệt độ Trái đất. Song quản lý bức xạ mặt trời cũng để lại những kết quả không thể đảo ngược như thay đổi các mô hình thời tiết của Trái đất. Nguy hiểm hơn, “sửa đổi Albedo” còn được bọn khủng bố hay các chính phủ dùng làm vũ khí.

Khôi phục các sinh vật tuyệt chủng

Dê rừng Pyrenees là một loài dê hoang dã từng sinh sống ở rặng núi Pyrenees (nơi ngăn cách biên giới 2 nước Pháp và Tây Ban Nha). Suốt hàng ngàn năm qua, loài dê này sống đông đúc ở đây, nhưng do nạn săn bắn táo tợn mà chúng lần hồi bị tuyệt chủng. May thay, trước khi con dê rừng Pyrenees cuối cùng qua đời (nó là con dê cái mang tên Celia), các nhà khoa học đã bảo quản các tế bào còn nguyên vẹn của nó.

Vài năm sau đó, một tốp các nhà khoa học Pháp và Tây Ban Nha đã bắt tay vào một dự án khoa học không tưởng: Họ phục sinh một bản sao của con dê cái Celia. Buồn thay, con vật sống không lâu, nó chết chỉ 10 phút sau khi lọt lòng mẹ. Vẫn chưa hết hy vọng, các nhà khoa học hy vọng rằng với những thiết bị tiên tiến mà họ đang có, trong tương lai các loài sinh vật bị tuyệt chủng sẽ lại hiện hữu trong đời thực.

HẢI THANH (Tổng hợp)