Chỉnh sửa gen cây trồng bằng CRISPR: Cơ hội thích ứng biến đổi khí hậu và những lo ngại

Khác với công nghệ biến đổi gen (GMO) truyền thống thường đưa một gen ngoại lai từ loài khác vào cây trồng, CRISPR chủ yếu điều chỉnh các gen vốn đã tồn tại trong chính cây đó.

Trong nông nghiệp, công nghệ này được sử dụng để tạo ra các giống cây có những đặc tính mong muốn như khả năng chống chịu hạn hán, sâu bệnh, nhiệt độ cao hoặc cải thiện giá trị dinh dưỡng. Nhờ khả năng tác động chính xác hơn so với nhiều phương pháp lai tạo truyền thống, CRISPR đang được kỳ vọng trở thành công cụ quan trọng trong cuộc đua xây dựng nền nông nghiệp thích ứng với biến đổi khí hậu.

Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là liệu việc can thiệp sâu vào bộ gen của cây trồng có tạo ra những thay đổi ngoài ý muốn hay không, và các quy định quản lý cần nghiêm ngặt đến mức nào.

TỪ “THỰC PHẨM FRANKENSTEIN” ĐẾN CUỘC CÁCH MẠNG CRISPR

Trong nhiều năm, châu Âu được xem là một trong những khu vực thận trọng nhất thế giới đối với sinh vật biến đổi gen (GMO). Tuy nhiên, cuộc bỏ phiếu mới đây tại Nghị viện châu Âu cho thấy cách tiếp cận đó đang thay đổi.

Các nghị sĩ EU đã thông qua những quy định mới nhằm tạo điều kiện để nông dân dễ dàng tiếp cận và canh tác các giống cây được phát triển bằng các kỹ thuật bộ gen mới (New Genomic Techniques - NGTs), trong đó nổi bật nhất là công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR.

Dù vậy, quyết định này vẫn gây ra những tranh luận gay gắt giữa giới khoa học, các tổ chức môi trường và ngành nông nghiệp về việc liệu CRISPR có thực sự an toàn hơn GMO truyền thống hay không.

Để hiểu vì sao quyết định của EU được coi là bước ngoặt, cần nhìn lại lịch sử tranh cãi quanh công nghệ biến đổi gen trong nông nghiệp.

Vào thập niên 1990, khi những cây trồng GMO đầu tiên xuất hiện, chúng nhanh chóng trở thành tâm điểm của các cuộc tranh luận trên toàn cầu. Nhiều nhà hoạt động môi trường gọi đây là “Frankenfoods” hay “thực phẩm Frankenstein”, ám chỉ việc con người can thiệp quá sâu vào tự nhiên bằng cách đưa gen từ loài này sang loài khác.

Các ý kiến phản đối khi đó cho rằng GMO có thể gây dị ứng, làm tăng nguy cơ kháng kháng sinh hoặc tạo ra những tác động tiêu cực chưa lường trước đối với sức khỏe con người. Ngoài ra, nhiều người lo ngại rằng việc sở hữu các giống hạt giống biến đổi gen sẽ khiến các tập đoàn công nghệ sinh học kiểm soát ngày càng nhiều đối với nông dân và hệ thống lương thực toàn cầu.

Chính những tranh cãi này đã khiến EU xây dựng một trong những hệ thống quản lý GMO nghiêm ngặt nhất thế giới. Tuy nhiên, CRISPR và các kỹ thuật bộ gen mới lại được nhiều nhà khoa học cho là khác biệt đáng kể so với GMO truyền thống.

Nhờ CRISPR, các nhà khoa học có thể cắt bỏ, thay thế hoặc điều chỉnh các đoạn ADN cụ thể với độ chính xác cao hơn nhiều so với các phương pháp tạo giống trước đây.

Theo quy định mới của EU, cây trồng NGT sẽ được chia thành hai nhóm: Nhóm NGT-1 gồm các giống cây chỉ mang số lượng thay đổi di truyền hạn chế và những thay đổi này cũng có thể xuất hiện một cách tự nhiên hoặc thông qua quá trình lai tạo truyền thống. Các cây thuộc nhóm này sẽ được quản lý gần tương tự cây trồng thông thường.

Trong khi đó, nhóm NGT-2 bao gồm các giống cây có mức độ chỉnh sửa phức tạp hơn, chẳng hạn chứa trên 20 thay đổi di truyền hoặc mang các đặc tính như khả năng chịu thuốc diệt cỏ. Những giống cây này vẫn phải chịu các quy định nghiêm ngặt hơn.

Ông Detlef Weigel, Giám đốc Khoa Sinh học phân tử thuộc Viện Sinh học Max Planck của Đức, cho rằng việc phân biệt giữa NGT-1 và NGT-2 là hướng đi hợp lý. Theo ông, nếu một cây được chỉnh sửa bằng CRISPR không chứa ADN ngoại lai và chỉ mang những thay đổi có thể xảy ra trong tự nhiên thì không có cơ sở khoa học thuyết phục để xếp nó vào cùng nhóm với cây chuyển gen truyền thống.

Tuy nhiên, ông cũng nhấn mạnh rằng mọi hệ thống phân loại phải dựa trên các tiêu chí khoa học rõ ràng, minh bạch và có thể kiểm chứng.

KỲ VỌNG GIÚP NÔNG NGHIỆP THÍCH ỨNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Những người ủng hộ CRISPR cho rằng lợi ích lớn nhất của công nghệ này nằm ở khả năng rút ngắn đáng kể thời gian phát triển giống cây mới.

Trong bối cảnh nhiệt độ toàn cầu tăng lên, hạn hán, lũ lụt và sâu bệnh ngày càng diễn biến phức tạp, việc tạo ra các giống cây chống chịu tốt hơn đang trở thành nhu cầu cấp bách đối với nhiều quốc gia.

Ngoài ra, công nghệ này còn được kỳ vọng giúp giảm nhu cầu sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật, qua đó giảm tác động tiêu cực của nông nghiệp đối với môi trường.

Ông Weigel cho rằng CRISPR thực chất chỉ là một bước tiến mới của quá trình chọn giống cây trồng mà con người đã thực hiện trong nhiều thập kỷ qua.

"Trước đây các nhà chọn giống vẫn thường sử dụng hóa chất hoặc bức xạ để tạo đột biến ngẫu nhiên trong ADN thực vật nhằm tìm ra những đặc tính mong muốn. So với các phương pháp đó, CRISPR mang lại khả năng kiểm soát chính xác hơn nhiều", ông Weigel chỉ rõ.

Theo ông Weigel, CRISPR chính xác hơn nhiều phương pháp tạo giống trước đây. Điều này không có nghĩa mọi rủi ro đều được loại bỏ hoàn toàn, nhưng cũng không có lý do để mặc định cho rằng cây trồng chỉnh sửa gen nguy hiểm hơn các giống cây được tạo ra bằng phương pháp truyền thống.

Quan điểm này cũng được nhiều chuyên gia kinh tế nông nghiệp chia sẻ. Ông Matin Qaim, Giáo sư Kinh tế nông nghiệp tại Đại học Bonn (Đức), cho rằng trong nhiều năm qua châu Âu đã quá thận trọng đối với công nghệ sinh học nông nghiệp. Nhiều quy định phức tạp và tốn kém không xuất phát từ các bằng chứng khoa học về rủi ro thực tế mà chủ yếu do tâm lý lo ngại của công chúng.

"Mặc dù kinh nghiệm thương mại hóa các giống cây NGT hiện còn hạn chế, nhưng công nghệ này có tiềm năng giúp ngành nông nghiệp tạo ra các giống cây mới nhanh hơn, chính xác hơn và hiệu quả hơn", GS. Matin Qaim nói.

NHỮNG RỦI RO CHƯA ĐƯỢC GIẢI ĐÁP

Thực tế không phải tất cả giới khoa học đều đồng tình với quan điểm rằng CRISPR nên được quản lý nhẹ nhàng hơn GMO truyền thống.

Theo Giáo sư Michael Antoniou, chuyên gia di truyền học phân tử tại King's College London, bản thân quá trình chỉnh sửa gen bằng CRISPR có thể tạo ra những thay đổi ngoài ý muốn trong bộ gen của thực vật. Ông cho biết nhiều nghiên cứu cho thấy công nghệ này có thể tạo ra hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn vị trí biến đổi ADN ngoài mục tiêu ban đầu.

Để minh họa cho mối lo ngại đó, ông dẫn trường hợp cà chua GABA của Nhật Bản - sản phẩm thực phẩm chỉnh sửa gen bằng CRISPR đầu tiên được thương mại hóa trên thế giới. Loại cà chua này được thiết kế để chứa hàm lượng cao chất dẫn truyền thần kinh GABA và được quảng bá có khả năng hỗ trợ hạ huyết áp, cải thiện giấc ngủ và giảm căng thẳng.

Tuy nhiên, theo ông Antoniou, vấn đề không nằm ở đặc tính được công bố mà ở những thay đổi khác có thể đã xảy ra trong thành phần sinh hóa của cây mà con người chưa phát hiện.

“Một quả cà chua có thể trông hoàn toàn bình thường, nhưng chúng ta không biết còn những thay đổi nào khác đã xuất hiện trong quá trình chỉnh sửa gen”, ông đặt câu hỏi.

Vì vậy, ông cho rằng các cơ quan quản lý cần yêu cầu nhà phát triển thực hiện các phân tích phân tử toàn diện để đánh giá mọi biến đổi xảy ra trong bộ gen thay vì chỉ tập trung vào đặc tính mong muốn.

Trong khi đó, các tổ chức môi trường tiếp tục phản đối việc nới lỏng quy định đối với NGT. Sau cuộc bỏ phiếu tại Nghị viện châu Âu, bà Mute Schimpf, chuyên gia vận động chính sách thực phẩm của tổ chức Friends of the Earth, cho rằng các nhà hoạch định chính sách EU đang ưu tiên lợi ích của các tập đoàn công nghệ sinh học hơn là quyền lợi của nông dân và người tiêu dùng.

Những quan điểm trên cho thấy, tranh luận về vấn đề này vẫn chưa khép lại. Dự luật còn phải trải qua các cuộc đàm phán với các quốc gia thành viên trước khi chính thức trở thành luật.

Cuộc tranh cãi hiện nay không còn đơn thuần là câu chuyện về GMO như ba thập kỷ trước. Nó phản ánh một thách thức lớn hơn: làm thế nào để cân bằng giữa nhu cầu đổi mới công nghệ nhằm đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, với yêu cầu bảo đảm an toàn cho môi trường và sức khỏe con người.