Nhà di truyền học George Church đang tìm cách hồi sinh voi ma mút lông xoăn tuyệt chủng cách đây 4.000 năm.
Colossal Biosciences là một công ty khởi nghiệp thành lập bởi doanh nhân công nghệ Ben Lamm và nhà di truyền học nổi tiếng George Church, hướng tới hồi sinh voi ma mút lông xoăn, hay chính xác hơn là tạo ra voi châu Á chỉnh sửa gene có thể chịu lạnh và có mọi đặc điểm sinh học chủ chốt của loài họ hàng đã tuyệt chủng. Vào giữa tháng 8/2022, công ty cũng thông báo kế hoạch đưa hổ Tasmania trở lại.
Dù không phải bản sao chính xác, con vật lai trông sẽ giống voi ma mút lông xoăn và có thể sinh sống ở cùng hệ sinh thái mà loài voi tuyệt chủng từng lang thang. Mặt khoa học của dự án tham vọng và gây tranh cãi này do Church phụ trách, Newsweek hôm 21/8 đưa tin. Nghiên cứu tiên phong của ông từng góp phần vào sự phát triển của công nghệ giải trình tự ADN và chỉnh sửa di truyền.
Church chỉ đạo các nghiên cứu sinh học tổng hợp ở Viện kỹ thuật sinh học Wyss thuộc Đại học Harvard. Ông cũng là giáo sư di truyền học ở Trường y Harvard, đồng thời đảm nhiệm nhiều vị trí ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và nhiều viện khác. Church cũng là đồng tác giả hàng trăm bài báo khoa học và hàng chục bằng sáng chế, tham gia thành lập hơn 20 công ty. Từ lâu, ông đã mơ ước đưa voi ma mút lông xoăn trở lại. Sau khi cộng tác với Lamm, ước mơ đó có thể trở thành hiện thực, dù ban đầu cần vượt qua nhiều trở ngại lớn về mặt khoa học và hậu cần.
Hình dáng của voi ma mút lông xoăn cổ đại. (Ảnh: iStock)
Các bước chỉnh sửa gene
Mục tiêu của Colossal là tạo ra loài voi lai có đặc điểm của voi ma mút lông xoăn như bộ lông dày và nhiều lớp mỡ cùng các thích nghi với khí hậu lạnh khác. Họ sẽ sử dụng công nghệ chỉnh sửa gene tiên tiến. Theo Church, phương pháp này rất giống nghiên cứu mà một trong những công ty của ông tiến hành với lợn. Trong nghiên cứu đó, các nhà khoa học thực hiện khoảng 40 chỉnh sửa đối với hệ gene của lợn để cơ quan nội tạng của chúng phù hợp với cấy ghép trên cơ thể người.
Colossal đang lên kế hoạch tiến hành số lượng chỉnh sửa tương tự ở tế bào lấy từ voi châu Á, loài nguy cấp là họ hàng còn sống gần nhất của voi ma mút lông xoăn, chia sẻ khoảng 99,6% hệ gene của chúng. Trên thực tế, voi châu Á và voi ma mút lông xoăn có quan hệ gần gũi với nhau hơn so với voi châu Phi, Church cho biết.
Để xác định cần tiến hành chỉnh sửa nào, nhóm nghiên cứu của Colossal cần phải so sánh hệ gene của voi châu Á với voi ma mút lông xoăn để xác định những khác biệt chủ chốt nằm ở đâu. Một số xác voi ma mút được bảo quản đặc biệt tốt với mẫu mô còn chứa ADN nguyên vẹn. Từ đó, nhà nghiên cứu có thể xây dựng ít nhất một phần hệ gene. Sau đó, họ có thể bắt đầu chỉnh sửa gene ở tế bào lấy từ voi châu Á với mục tiêu tạo ra loài vật giống voi ma mút hơn. Số lượng chỉnh sửa sẽ xấp xỉ như nghiên cứu hệ gene lợn trước đó.
"Chúng tôi sẽ sử dụng CRISPR hoặc nhiều công cụ chỉnh sửa đa dạng khác để điều chỉnh tế bào bằng cách thêm ADN. Tiếp theo, chúng tôi tách nhân ra khỏi tế bào và đặt vào trứng. Chúng tôi sẽ cấy vào con mẹ mang thai hộ và chờ đợi. Trong trường hợp của voi là 22 tháng. Kết quả là một con non. Vấn đề không nằm ở hồi sinh một loài mà là hồi sinh gene cá thể trong một cụm, giúp ích cho khả năng chịu lạnh", Church nói.
Tử cung nhân tạo hoặc mang thai hộ
Một phương pháp khác mà đội ngũ của Colossal đang nghiên cứu song song là phát triển phôi thai loài lai voi châu Á - voi ma mút trong một tử cung nhân tạo thay vì sử dụng con mẹ mang thai hộ. Con mẹ nhiều khả năng là voi châu Phi thay vì voi châu Á do loài này lớn hơn và sẽ gặp ít khó khăn hơn khi sinh con voi lai.
Điều này chưa bao giờ được thực hiện trước đây với bất kỳ động vật có vú nào, nhưng các nhà nghiên cứu từng thu được thành tựu với một số loài vật. Ví dụ, nhóm chuyên gia ở Bệnh viện Nhi Philadelphia từng nuôi dưỡng phôi thai cừu trong 4 tuần. Cừu non thường nặng hơn 90 kg lúc sinh.
Dù sử dụng con mẹ mang thai hộ khả thi hơn do công nghệ đã được kiểm chứng ở mức độ nhất định với các động vật có vú khác. Theo Church, hầu hết thành viên nhóm nghiên cứu ủng hộ phương pháp dùng tử cung nhân tạo dù gặp nhiều thách thức kỹ thuật, do có thể tăng quy mô và không ảnh hưởng tới sinh sản của những con voi sống. Mục tiêu của Colossal là tạo ra loài lai voi châu Á - voi ma mút sống được trong vòng 6 năm.
Lợi ích môi trường
Nếu Colossal đạt được mục tiêu, công ty hy vọng có thể giới thiệu đưa đủ voi vào tự nhiên để khôi phục tình trạng lành mạnh của môi trường Bắc Cực và giảm tốc độ tan chảy của đất đóng băng vĩnh cửu tại đây, ngăn chặn quá trình giải phóng lượng khí nhà kính khổng lồ, đe dọa nỗ lực ứng phó biến đổi khí hậu.
Voi ma mút là loài chủ chốt đóng vai trò quan trọng nhằm duy trì sự lành mạnh và đa dạng sinh học của hệ sinh thái mà chúng sinh sống. Sự biến mất của voi ma mút trong vài nghìn năm qua góp phần dẫn tới giảm đất cỏ hấp thụ carbon ở Bắc Cực. Hiện nay, thống trị hệ sinh thái này là rừng rêu và đầm lầy.
Phục hồi đất cỏ có thể giúp ngăn chặn sự rã đông và giải phóng khí nhà kính từ lớp đất đóng băng vĩnh cửu ở vùng cực, theo Colossal. Hiệu ứng phụ mà Church và cộng sự quan tâm là duy trì lớp đất ở Bắc Cực bằng cách để voi giẫm đạp lên tuyết và đưa không khí lạnh vào đất trong mùa đông.
Ngoài ra, đất cỏ cũng phản chiếu ánh sáng Mặt Trời tốt hơn cây cối hiện nay ở Bắc Cực do sáng màu hơn. Vì vậy, càng nhiều đất cỏ càng giúp làm mát hệ sinh thái. Theo Church, Colossal đang tập trung vào khu vực ở Bắc Cực có lượng carbon cao nhất do nhiều khí methane, một khí nhà kính mạnh, sẽ được giải phóng hơn nếu đất đóng băng vĩnh cửu ở những nơi đó tan chảy.
Nếu Colossal có thể tạo ra loài lai voi châu Á - voi ma mút, kế hoạch của họ là đưa hàng chục nghìn con tới Bắc Cực với mật độ một con trên mỗi kilomet vuông. Họ cho rằng số lượng trên là đủ để tạo ra ảnh hưởng như ngăn chặn giải phóng khí methane. Colossal sẽ xây dựng nhiều trung tâm với lồng ấp ở chính giữa. Những đàn voi sẽ tỏa ra từ đó. Tuy nhiên, khung thời gian để đạt số lượng trên sẽ cực dài nếu nếu việc sinh sản đòi hỏi voi cái mang thai hộ.