Sinh học tổng hợp: Kỹ
thuật, tiến trình, thành quả
và dự phỏng tương lai (tt)

Tiến trình và thành qủa:

Ý niệm về SB hình thành từ giai
đoạn khởi đầu của công nghệ gene
khi các enzyme giới hạn (restriction
enzymes) được Halmilton Smith
khám phá và xử dụng vào năm
1978. Theo đó, chúng ta có thể cắt
và ráp nối các đoạn gene để thay
đổi hình thái và chức năng của
chúng. Như đã nêu trên, phương
pháp tách dòng cổ điển chỉ áp dụng
được cho từng gene một. Thành
qủa giải trình tự bộ gene của người,
và của nhiều sinh vật khác, cũng
như hiểu biết về chức năng và cơ
chế điều hòa bộ gene, đã tạo điều
kiện để các nhà nghiên cứu sinh
học khai triển bộ môn SB trong
khoảng 5 năm vừa qua. SB đã được
thiết lập từ những đại học quốc tế
như Viện Kỹ thuật Massachussets

cứu tạo artemisinin thành công của
Jay Keasling ở Ðại Học California,
Berkely năm 2003. Sau khi xác
định được 12 gene tham gia trong
tiến trình tổng hợp artemisinin ở
thực vật, Keasling đã tổng hợp
được 9 trong số các gene này, và
thiết lập một hệ điều hành SB để
sãn xuất artemisinin ở E. coli với
năng suất gấp 10.000 lần so với hệ
thực vật, và gần đây nhất là ở nấm
men với năng suất tăng thêm 10 lần
so với chủng E. coli. Thành qủa
này đã mang lại cho Keasling giải
thưởng Nhà Khoa Học của năm
2006 (The Scientist of the Year
2006) do tập san khoa học
Discovery bình chọn. Keasling
cùng cộng sự thành lập công ty
Amyris Biotechnologies áp dụng
SB cho việc tổng hợp artemisinin,
và đặc biệt là tiền chất (pro-
compound) isopronoid với số lượng
lớn để sản xuất (Hình 3). Dự tính
có khoảng 50,000 dược liệu họ
isopronoid có giá trị trị liệu cao đối
với các bệnh như ung thư, huyết áp,
tiểu đường, sốt rét; nhưng
isopronoid chỉ tồn tại ở rất ít thực
vật và với nồng độ thấp. Vì giá trị


Dự phỏng tương lai:

Con đường phát triển SB chỉ mới ở
giai đọan khởi đầu; việc chinh phục
các khó khăn và các đề tài nghiên
cứu SB trong tương lai sẽ thật hào
hứng. Chỉ trong khoảng thời gian 5
năm ngắn ngủi vừa qua, SB đang
tạo cho các nhà nghiên cứu sinh
học một nền tảng kỹ thuật mới có
khả năng thay đổi tế bào trên một
bình diện rất rộng lớn so với các
ứng dụng công nghệ gene từ trước
tới nay. Từ khởi thủy, thiên nhiên
đã không tạo dựng bộ gen hòan hảo
cho con người cũng như cho mọi
sinh vật khác. Có rất nhiều bệnh tật
do sự sai lệch của bộ gene, và có
rất nhiều khuyết điểm ở các sinh
vật và cây cỏ vì bộ gene của chúng
thiếu hiệu năng trong việc sản xuất.
Kỹ thuật SB nhằm tái lập những bộ
gene và làm hòan chỉnh như ý
muốn để bù đắp những khuyết
điểm của thiên nhiên. Những “sinh
vật mới” này có khả năng tạo sản
phẩm sinh hoc gồm tế bào, protein,
dược chất, hoặc những hóa chất có
năng xuất cao và hiệu ứng chuyên

học quan trọng nàỵ Các bạn trẻ
cũng nên lưu tâm đến SB trong các
chọn lựa tương lai, vì rất nhiều tiềm
năng SB chưa được khai triển và trí
tuệ Việt Nam có thể đóng góp vào
sự tiến bộ này để mang lại lợi ích
cho việc phát triển khoa học của
đất nước.