Trung Quốc biến đổi gien tằm để sản xuất tơ nhện trên quy mô lớn

Theo Proceedings of the National Academy of Sciences, tơ nhện là một trong những sợi tự nhiên tốt nhất và có tính chất cơ học cao cấp có thể hữu ích trong nhiều lĩnh vực. Ví dụ, các nhà khoa học đã đề xuất dùng mạng nhện để chế tạo các viên nang siêu nhỏ để chuyển thuốc chống ung thư. Một nhóm nghiên cứu khác muốn sử dụng mạng nhện để khôi phục các sợi thần kinh bị tổn thương. Ngoài ra, cũng có thể dùng mạng nhện để chế tạo áo chống đạn bền hơn.

Tuy nhiên, việc tổ chức sản xuất tơ nhện trên quy mô lớn là không khả thi do hành vi hung hãn của loài nhện. Vốn được coi là “nhà sản xuất lụa” nổi tiếng, con tằm - ấu trùng của loài bướm - đã được thuần hóa có tên khoa học là Bombyx mori còn là một lò ấp sinh học lý tưởng để sản xuất protein ngoại sinh, trong đó có tơ nhện.

Để biến những ý tưởng như vậy thành hiện thực, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm phương thức hiệu quả để giảm chi phí sản xuất mạng nhện với số lượng lớn. Những nỗ lực trước đây sử dụng tằm biến đổi gien để sản xuất tơ nhện đã thất bại. Còn nếu tổ chức các trang trại nuôi nhện thì không hiệu quả do loài nhện là hung hãn và đòi hỏi cần rất nhiều không gian cá nhân cho nhện. Mới đây, các nhà khoa học Trung Quốc đã thay thế một gien trong thông tin di truyền của con tằm Bombyx mori để tạo ra mạng nhện (Spider silk). Các nhà khoa học đề xuất sử dụng những con tằm biến đổi gien này để sản xuất mạng nhện trên quy mô công nghiệp, vì tơ tằm từ lâu đã được sản xuất trên quy mô công nghiệp rồi còn mạng nhện thì chưa.

Cụ thể, trong công trình mới, các nhà khoa học Trung Quốc đã đạt được thành công ấn tượng trong việc sản xuất mạng nhện. Họ đã sử dụng phương pháp chỉnh sửa bộ gien TALEN, một phương pháp tương tự như công nghệ CRISPR nổi tiếng. Họ đã thay thế vị trí một đoạn ADN của con tằm bằng một phần của bộ gien nhện Nephila là loài nhện dệt ra các mạng nhện lớn nhất.

Kết quả là xuất hiện loài côn trùng tạo ra kén với thành phần 35,2% là tơ nhện và phần còn lại là tơ tằm. Trong khi trước đó, các nhà nghiên cứu chỉ thu được kén với 5% tơ nhện. Ngoài ra, hỗn hợp tơ nhện và tơ tằm có thể được sử dụng ngay. Hơn nữa, các tác giả khẳng định rằng kỹ thuật của họ có thể được chỉnh sửa để sản xuất trên quy mô lớntơ nhện với các tính chất mong muốn.

Vũ Trung Hương