Triển vọng của Công
nghệ sinh học (P2)


Phần 2 - CÔNG NGHỆ SINH
HỌC VÀ NHỮNG THÁCH
THỨC TOÀN CẦU

Công nghệ sinh học nếu được sử
dụng hợp lý sẽ cho chúng ta
những khả năng tiềm tàng và
những thực phẩm tốt hơn cho
sức khỏe, giảm bớt sự phụ thuộc
vào các loại nhiên liệu, mở ra
nh
ững khả năng chữa trị các dịch
bệnh hiệu quả hơn. Enzymes, th
ứ
có thể biến các nguyên liệu thực
vật thành những loại nhiên liệu
sinh học như ethanon, kết cục đã
giúp cho việc sản xuất các sản
phẩm năng lượng sinh học bền
vững với chi phí hiệu quả hơn.
Công nghệ sinh học mới đã tạo
giống lúa giàu vitamin A có thể
giúp giảm bớt chứng mù lòa do
thiếu hụt vitamin ở các nước
đang phát triển.

Nhưng việc áp dụng những biện
pháp này c
ũng mang lại những rủi
ro đòi hỏi cần được khắc phục
bằng các thể chế an toàn và chuẩn
mực. Các chính phủ và các tổ chức
khác cũng cần có bước tiến trong
đầu tư cho nghiên cứu công nghệ
sinh học và phát triển sản phẩm
nhằm giúp các nước đang phát
triển và hỗ trợ những quốc gia này

khả năng đạt được lợi ích từ sự đổi
mới về sinh học.
Jennifer Kuzma là Phó Giám đốc
Trung tâm Khoa học Công nghệ và
chính sách công của trường Đại
học Minnesota.
Khoa học chỉ có thể xác minh đó
là cái gì chứ không phải nó n
ên là
cái gì, ngoài nhiệm vụ ấy, nó đ
ưa
ra những nhận xét có giá trị cho
tất cả những gì cần thiết tồn tại.
—Albert Einstein
Trong nhiều thế kỷ, con người đã
s
ử dụng sức mạnh của các hệ thống

sinh h
ọc để nâng cao cuộc sống của
họ và thế giới. Nhiều người tranh
luận rằng công nghệ sinh học bắt
đầu từ hàng nghìn năm trước, khi
cây trồng là các giống loài đầu tiên
có đặc điểm riêng và vi sinh vật
được dùng để nấu bia. Những
ngư
ời khác lại cho rằng sử khởi đầu
của công nghệ sinh học là khi xuất
hiện khả năng kỹ thuật cho phép
các nhà nghiên cứu có thể điều
khiển và chuyển đổi gen từ một cơ
thể này sang cơ thể khác. Việc tìm
ra cấu trúc DNA vào những năm
1950 đánh dấu bước khởi đầu kỷ
nguyên mới. Gen được cải tiến từ
DNA và được biểu hiện dưới dạng
protein. Chúng tạo nên những cấu
trúc làm cho chúng ta có nh
ững đặc
điểm riêng. Vào những năm 1970,
các nhà khoa học đã khám phá ra
và sử dụng sức mạnh của “cái kéo”
tự nhiên – protein được coi là
enzymes hạn chế - để cắt riêng một
gen từ một loại sinh vật này sang
những sinh vật có liên quan hay
không liên quan. Như vậy, công

nghệ DNA tái kết hợp, hay như h
ầu
hết các chuy
ên gia ngày nay cho đó
là công nghệ sinh học hiện đại, đã
ra đời.
Những người khai phá ra công
nghệ sinh học không thể hình dung
ra khả năng hiện nay của chúng ta
trong việc tạo ra những giống cây
chống lại được bệnh dịch, những
v
ật nuôi sản sinh ra thuốc trong sữa
của chúng và nh
ững hạt nhỏ để bắn
vào hay phá hủy các tế b
ào ung thư.
Hơn nữa, công nghệ sinh học cũng
có thể là một bộ công cụ giúp hiểu
biết thêm về các hệ thống sinh học.
Genomis được dựa trên những
công cụ này và là sự nghiên cứu về
gen cũng như các chức năng của
chúng. Chúng ta đã xác định được
thành phần, hoặc “đã được xâu
chuỗi”, của toàn bộ gen con người
và nhiều cơ thể khác nhờ có công
nghệ sinh học. Thông tin Genomic
đang giúp chúng ta nhiều
hơn trong

đánh giá những đặc tính chung và
đa dạng giữa các sinh vật và con
người đang tìm cách để hiểu và
chữa trị bệnh dịch, thậm chí tổ
chức chăm sóc cho từng cá thể.
Công nghệ sinh học, hay bất kỳ
công nghệ thực nào không tồn tại
tách biệt. Nó được dẫn xuất nhờ
những nỗ lực của con người và
chịu tác động của xã hội, văn hóa
và bầu không khí chính trị. Xã hội
điều khiển và chi phối công nghệ,
cố gắng giảm thiểu những hạn chế
và phát huy tối đa các ích lợi.
Nhiều nhà khoa học vật lý và tự
nhiên muốn phân tách giữa các
quan tâm xã hội và v
ấn đề đạo đức,
khi ấy khoa học và công nghệ sẽ
được xác định rõ ràng hơn. Những
tranh cãi gần đây về các sinh vật đ
ã
được sắp xếp lại gen trong thực
phẩm và nông nghiệp đã minh
chứng rằng ranh giới này thật sự là
không rõ ràng. Không ch
ỉ có những
quan tâm về sự an toàn trong các
sinh vật đã được tổ chức lại gen,
mà còn có sự khác biệt về văn hóa

trong vi
ệc chấp nhận các sản phẩm.
Bối cảnh quốc tế dành cho công
nghệ là rất quan trọng và nên được
xem xét. Công nghệ sinh học
không phải là một phương thuốc
cho các vấn đề toàn cầu, nhưng nó
là một công cụ đầy hứa hẹn nếu sử
dụng nó một cách thích hợp. Mặt
khác, có những hệ thống xã hội
chịu ảnh hưởng bởi công nghệ sinh
học mới và lo sợ trước sự tạo ra sự
phân cách lớn hơn giữa giàu và
nghèo khi công nghệ không tham
gia vào tất cả các bộ phận của xã
hội. Trong bối cảnh này, bài báo
chỉ ra những thách thức toàn cầu v
à
giới thiệu cách mà công nghệ sinh
học có thể được áp dụng một cách
công bằng và bền vững.
THÁCH THỨC VỀ NĂNG
LƯỢNG, SỰ THAY ĐỔI KHÍ
HẬU VÀ VẤN ĐỀ MÔI
TRƯỜNG
Than đá là một t
ài nguyên cho năng
lượng hữu hạn và chúng ta đã khai
thác chúng nhanh hơn quá trình tự
nhiên t

ạo ra chúng. Công nghệ sinh
học có vai trò trong việc sử dụng
cáo hơn các nguồn năng lượng có
thể tái sinh. Năng lư
ợng từ chất thải
sinh học chẳng hạn, là một nguồn
năng lượng các-bon trung gian,
giống như loài cây thải ra nhiều
các-bon trong khí quyển. Các nhà
nghiên cứu đang thay đổi tốt hơn
các cellulases-enzymes để có thể
phân hủy nguyên liệu thực vật
thành nhiên liệu sinh học như ê-ta-
non. Những cellulases tốt hơn sẽ
giúp s
ản xuất ra các sản phẩm năng
lượng sinh học bên vững với chi
phí thấp.
Một số người tin rằng sự thay đổi
về khí hậu sẽ ảnh hưởng lớn nhất
lên người nghèo, những người
không có nguồn lực nào để di
chuyển hay thích nghi trước những
thảm họa tự nhiên hay sự thay đổi
quanh họ. Không chỉ đóng vai trò
trong việc làm trong sạch môi
trường từ việc khai thác năng lư
ợng
trong các rác thải sinh học, công
nghệ sinh học còn có thể giúp phát

triển kinh tế cho các cộng đồng
nông thôn trên toàn thế giới. Ngư
ời
nông dân có thể trồng trọt để lấy
lương thực, thực phẩm và những
năng lượng cần thiết. Tuy nhiên, h
ọ
phải sử dụng công nghệ vào vi
ệc đó
tới mức có thể. Việc đưa công ngh
ệ
vào khu vực nông thôn và xây d
ựng
khả năng sử dụng các hệ thống đó
sẽ còn là một thách thức.
Nh
ững ví dụ khác về giải quyết vấn
đề môi trường và năng lượng bằng
công nghệ sinh học có thể kể đến
việc dùng các vi sinh vật đã biến
đổi để sản xuất khí từ chất thải hữu
cơ; các loại cây đã biến đổi gen tạo
ra các polymer có khả năng làm
thoái hóa sinh v
ật; các cỗ máy phân
tử dựa trên cây trồng quang hợp
protein để tạo ra năng lượng từ ánh
nắng mặt trời; dùng vi khuẩn phân
hủy ô nhiễm môi trường; và cảm
bi

ến sinh học để nhanh chóng kiểm
soát các môi trường nguy hại. Các
vấn đề môi trường áp dụng công
nghệ sinh học thường bị bỏ qua và
thiếu vốn do vậy sự bền vững của
hành tinh chúng ta đang đối mặt
với sự ô nhiêm môi trường gia
tăng, đây là một vấn đề cực kỳ
quan trọng.
CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM,
NÔNG NGHIỆP VÀ VẤN ĐỀ
AN NINH
Công nghệ sinh học đã tỏa sáng
trong lĩnh vực nông nghiệp và thực
phẩm.Ví dụ, bông, đỗ tương, ngô
và các cây trồng khác đã được biến
đổi chứa nhiều protein từ vi khuẩn
Bacillus thuringgiensis (Bt), giúp
chúng chống được các loại côn
trùng quấy phá. Cây trồng Bt được
trồng rộng rãi ở nhiều nước. Việc
canh tác bông BT ở Trung Quốc đ
ã
giảm rõ rệt việc dùng thuốc trừ sâu
gây nguy hiểm cho sức khỏe con
người, mang lại lợi nhuận cho
những người nông dân.
Mặt khác, đã có nhiều sự quan ng
ại
đối với các nông sản Bt. Starlink là

một loại ngô Bt làm th
ức ăn gia súc
ở Mỹ, đặt ra những câu hỏi về sự
tiềm ẩn của nó trước dị ứng nguy
ên
của con người. Tuy nhiên, nó đã
làm nhiễm bệnh ngẫu nhiên một số
sản phẩm từ ngô thực phẩm dùng
cho người. Tương tự, gen Bt
protein đã được tìm thấy trong
nhi
ều loại ngô khác nhau ở Mehicô,
mặc dù Mehicô đã tạm ngừng việc
trồng ngô Bt. Truyền nhiễm này đã
gây quan ngại vì Mehicô là trung
tâm địa lý đa dạng cho cây ngô và
nhiều người muốn lưu giữ các
giống ngô bản xứ vì những lý do
nông học và văn hoá. Vì vậy, để
thu được những thành quả từ các
cây trồng đã được biến đổi gen,
điều quan trọng là cần phát triển
thể chế an toàn sinh học quốc tế để
tránh rủi ro cho tương lai và thúc
đẩy niềm tin trong khi sử dụng
những loại cây nông sản này.
Những thực phẩm bổ dưỡng hơn
và có lợi cho sức khỏe hơn đang
được phát triển nhờ công nghệ sinh
học. Chẳng hạn, hơn m

ột trăm triệu
người đã chịu cảnh thiếu vitamin
A, gây ra hàng trăm ngàn trường
hợp bị mù mỗi năm. Các nhà
nghiên cứu đã tạo ra giống lúa mới
cung cấp thêm vitamin A. Lo
ại “lúa
vàng” này đang được đưa đ
ến trồng
ở nhiều nước đang phát triển. H
àng
rào sở hữu trí tuệ đã bị vượt qua để
phân bổ miễn phí loại lúa này cho
một số người nông dân nhất định,
điều này là quan trọng đặc biệt vì
chi phí cho giống lúa này có thể bị
cấm. Các nhà nghiên c
ứu đang phát
triển các cây trồng khác mà đã
được tăng cường hàm lượng sắt,
vitamin E, axit amin, dầu bổ dư
ỡng
hơn cho sức khoẻ.
Trong tương lai, việc áp dụng bổ
sung công nghệ sinh học cho thực
phẩm và nông nghiệp sẽ được
khẳng định là hữu ích. Chương
trình Môi trường Liên Hợp Quốc
xếp vấn đề nước ngọt đứng hàng
thứ hai trong số các vấn đề môi

trư
ờng lớn nhất, sau sự thay đổi khí
hậu, trong thế kỷ XXI. Hạn hán –
và các nông sản ngập mặn đang
diễn ra ở các nước đang phát triển
có thể thúc đẩy vấn đề an toàn
lương thực ở những nơi có những
thảm họa tự nhiên và vùng đất ven
bờ chắc chắn sẽ bị đói kém trong
năm. Nhờ công nghệ sinh học hiện
đại, chúng ta đang tiến gần hơn tới
sự nắm bắt, nhận diện và điều
chỉnh nhiều khuynh hướng kiểm
soát việc sử dụng nước và muối
trong trồng trọt.
SỨC KHỎE VÀ Y TẾ
Việc áp dụng công nghệ sinh học
vào y tế được xã hội nhìn nhận rõ
hơn. Các tế bào thân và sự sinh sản
vô tính đã giành được sự chú ý
hiếm có trong chính trường quốc
gia và quốc tế. Các tế bào thân là
các tế bào đầu tiên trong một sinh
vật được nghiên cứu nhằm phát
hiện các loại mô khác nhau. Chúng
đã được thay thế thành công và
chữa trị các mô đã bị bệnh trong
vật nuôi và chúng cũng hứa hẹn
nhiều khả năng chữa trị các bệnh
cho con người như Alzheimer và

tiểu đường. Mặc dù đa số mọi
người nhất trí rằng con người
không thể sinh sản theo kiểu vô
tính. Dùng biện pháp vô tính trong
điều trị chỉ nhằm thu lượm các tế
bào thân đang gây tranh cãi gay
gắt. Biện pháp này có thể cung cấp
các tế bào thân hoàn toàn phù hợp
cho bệnh nhân, giảm thiểu các rủi
ro bằng cách loại bỏ mô. Phương
pháp này cho nhiều hứa hẹn. tuy
nhiên nh
ững vấn đề chính sách, văn
hóa và đạo đức vẫn đang chi phối
các nhà khoa học và chính trị gia
trong tương lai gần.
Sử dụng công nghệ sinh học cơ b
ản
nhất trong y học là vi
ệc phát hiện ra
các loại thuốc. Con người đã tìm ra
thuốc từ các nguồn tự nhiên bằng
thử nghiệm và sai số trong thời kỳ
đầu lịch sử. Giờ đây genomic và
nh
ững lĩnh vực gần gũi với nó cung
cấp protein – proteomic, cho phép
chúng ta tìm ra các loại thuốc một
cách có hệ thống hơn. Tự động hóa
sinh hóa cho phép phân tích trên

con chíp nhỏ gọi là bảng vi mạch
để các nhà khoa học sàng lọc được
hàng ngàn hợp chất hóa học giúp
họ chống lại có hiệu quả dịch bệnh
do protein gây ra trong th
ời gian rất
ngắn. Thành công này không th
ể có
được nếu không có nhiều năm đầu
tư nghiêm túc cho nghiên cứu công
nghệ sinh học cơ bản.
Bằng việc phân tích bảng vi mạch,
sự hoạt tính của hàng ngàn gen
được đo rất nhanh. Nhiều nhà
nghiên cứu đang sử dụng công cụ
này để xác định hoạt tính gen sớm
khi con người bị nhiễm pathogen.
Phương pháp này sẽ được nhanh
chóng sử dụng trong tương lai,
chúng sẽ đặc biệt quan trọng đối
với nhiễm khuẩn đòi hỏi điều trị
ngay lập tức để ngăn chặn sự lan
truyền và bảo vệ cuộc sống, chẳng
hạn như nhiễm khuẩn do một cuộc
tấn công khủng bố sinh học gây ra.
Nanosensors đang được phát triển
từ các hạt tới khoảng 50 nghìn lần
nhỏ hơn đường kính sợi tóc con
người để phát hiện protein và gen
biểu hiện trong các tế bào đơn lẻ

của cơ thể. Nó cho phép đánh giá
sự khỏe mạnh của tế bào ngay từ
giai đoạn đầu của dịch bệnh. Chính
phủ Mỹ đang chi hàng triệu dô la
cho Nanosensors để có thể thay thế
được máu của phi công vũ trụ.
Liệu pháp gen, trong đó gen được
tách tới các cơ quan hay mô riêng
đã bị nhiễm bệnh trong cơ thể để
khắc phục sự thiếu hụt khả năng
chuyển hóa hay dịch bệnh khác, là
một lĩnh vực khác cho thấy nhiều
hứa hẹn. Việc sử dụng virus để
phân chia gen cho thấy những rủi
ro cho sức khỏe của con người,
việc thử nghiệm những Virus này
đang còn gây tranh cãi. Sự quy tụ
của công nghệ nano với công nghệ
sinh học cho phép tạo ra các
phương pháp phân tách gen an toàn
hơn, chúng không dựa trên các
Virus. Các biện pháp hóa học thử
nghiệm các tế bào nhi
ễm bệnh đang
được thử nghiệm trên vật nuôi.
Công nghệ sinh học cũng đóng vai
trò quan tr
ộng trong việc ngăn chặn
các dịch bệnh. Các vắc-xin s
ản xuất

theo phương pháp DNA thường an
toàn hơn các vắc-xin truyền thống
vì nó ch
ứa các prôtein nhiễm khuẩn
hay các Virus phân lập, chúng có
khả năng như những tác nhân tiêu
diệt hay giảm nguy cơ dịch bệnh.
Tuy nhiên nhiều công dân ở các
nước đang phát triển không sử
dụng bất kỳ loại Vắc-xin nào, được
biệt chế từ công nghệ sinh học.
Ngày nay hầu hết các Vắc-xin đều
đư
ợc bảo quản trong điều kiện lạnh
và dùng để tiêm. Do vậy các nhà
nghiên cứu đang làm việc trên các
cây trồng đã biến đổi di truyền để
cung cấp vắc-xin thông qua thực
phẩm. Chi phí cho cung cấp cây
trồng có khả năng cung cấp vắc-
xin
phòng ngừa viêm gan B ước tính
bằng một phần sáu chi phí sản xuất
vác xin phòng ngừa viêm gan B
hiện nay. Để đủ lượng kháng sinh
miễn dịch cho tất cả trẻ em trên thế
giớí hàng năm thì cần phải trồng
khoảng 80 hécta. Tuy nhiên v
ới các
cây trồng Bt có một số quan ngại

về cây dược liệu vì chúng có thể
lan truyền ra cây thực phẩm do côn
trùng gây nên. Việc phát triển các
quy định an toàn sinh học là đặc
biệt quan trọng trong cả hai trường
hợp cây dược liệu trồng chung và
trồng riêng với cây thực phẩm.
NHỮNG THÁCH THỨC
Điều nổi bật là m
ột số những thí dụ
trên có liên quan đến Tuyên ngôn
Thiên niên kỷ, mà 170 nước đã đạt
được thỏa thuận năm 2000 để giải
quyết tình trạng đói nghèo, phát
triển kinh tế và bảo vệ môi trường.
Tuy vậy khoa học và công nghệ ít
khi được đưa vào các chương trình
quốc tế tập trung vào phát triển
kinh tế xã hội. Trong việc đáp ứng
một số mục tiêu của Tuyên ngôn
Thiên niên kỷ, đã có những tiến bộ
quan trọng, như việc giảm nghèo,