SINH HỌC TỔNG HỢP (SYNTHETIC BIOLOGY), CUỘC CÁCH MẠNG KẾ TIẾP

—————————————————————–

Cho dễ hiểu thì sinh học tổng hợp là một dạng kỹ thuật về mảng sinh học, bao gồm thiết kế và tạo nên những thành phần sinh học để chúng làm những điều có ích bên trong tế bào.

Hãy tưởng những tượng tế bào là những máy tính tí hon nhưng đầy mạnh mẽ. Chúng nhận biết tín hiệu từ môi trường xung quanh – dữ liệu được đưa vào (input), sau đó tính toán hướng phản hồi tốt nhất có thể – dữ liệu được đưa ra (output) dựa vào những thông tin đã được viết trên ADN của chúng. ADN đơn giản là một chuỗi các phân tử nuclêôtit (nucleotide) (A-T-G-X) đóng vai trò như loại mã tứ phân (thay vì là mã nhị phân 0 và 1). Những mã gene này được tổ chức thành các gene thực hiện các chức năng được định trước.
(trans: ở nước ngoài dùng A-T-G-C và DNA nhưng Việt Nam dùng A-T-G-X và ADN; mã nhị phân 0 và 1 là cách mà máy tính lưu trữ dữ liệu)

Loài người đã và đang thao túng phần mềm này từ 100 năm nay. Chúng ta đã định hình lại vật nuôi và cây trồng với sự gây giống chọn lọc và hoàn toàn làm biến đổi hệ sinh thái bằng việc nhân giống chúng khắp mọi nơi.

Vào thập niên 70, chúng ta đã tìm ra cách để tăng tốc quá trình này bằng cách cắt và dán những đoạn ADN giữa các sinh vật, điều này trở thành nền móng của công nghệ sinh học. Nhờ những thành tựu trên mà giờ đây sinh học tổng hợp đã có khả năng thiết kế và tổng hợp ADN trong ống nghiệm với chi phí thấp và đưa chúng vào phần cứng của tế bào. Đây là một ý tưởng mang tính đột phá vì chúng ta không còn bị giới hạn bởi lượng gene tìm thấy trong tự nhiên và sinh vật mà thay vào đó, chúng ta có thể viết và lập trình phần mềm gene để khiến các tế bào hoạt động theo những cách hoàn toàn mới.

Điều này chứng minh khả năng đột phá của sinh học tổng hợp, tạo ra những cơ hội đầy tham vọng trong các lĩnh vực từ y tế, công nghiệp, nông nghiệp đến môi trường. Ví dụ chúng ta có thể thiết kế những tế bào thông minh với khả năng nhận biết được tình trạng sức khỏe và sản sinh ra thuốc mà bạn cần với lượng vừa đúng tại thời điểm chính xác. Sinh học tổng hợp đồng thời cung cấp những giải pháp mới để phục hồi môi trường. Chúng ta có thể tạo ra những dạng sống có thể phân hủy và tiêu thụ rác thải nhựa hoặc thậm chí là tiêu hóa CO2 trực tiếp trong không khí và chuyển đổi chúng thành những hợp chất có giá trị như thuốc và vaccine.

Sinh học tổng hợp còn có khả năng giúp cung cấp thức ăn cho cả thế giới bằng việc giúp thực vật tổ chức và hấp thụ ni tơ, nhờ vậy chúng ta sẽ không cần phải dùng phân bón quá nhiều để trồng trọt. Dưới góc nhìn công nghiệp, mỗi sản phẩm hiện nay tạo nên bởi quy trình lạc hậu hiện tại có thể thay thế bằng việc lên men bởi những vi sinh vật được thiết kế với một số lượng lớn trong các lò phản ứng sinh học đồ sộ (như cách mà chúng ta ủ bia bằng men bia). Cơ bản là mỗi hợp chất tự nhiên sẽ dễ dàng được sản xuất theo quy mô công nghiệp.

Hy vọng những ví dụ trên sẽ giúp bạn hình dung được khả năng của sinh học tổng hợp. Ứng dụng của lĩnh vực này không có giới hạn và đã đang mang lại những tiến triển đáng chú ý. Thị trường toàn cầu về sản phẩm sản xuất bởi sinh học tổng hợp khá lớn và sẽ chạm mốc 20 tỷ đô vào năm 2025. Điều này cho thấy thế giới đang có nhu cầu lớn cho những sản phẩm trên, và chỉ có vài phần trăm nhỏ các mảng có khả năng thất bại. Nhiều lĩnh vực có tiềm năng thay đổi khủng khiếp chỉ bằng sự ra đời của các công nghệ sinh học. Tất cả các nhà đầu tư cần phải xem xét kỹ đến sinh học tổng hợp trong chiến lược kinh doanh của họ, bao gồm lượng lớn những cuộc thảo luận về các vấn đề phát sinh trong an toàn sinh học và vấn đề đạo đức đồng thời chỉ ra cho công chúng về tiềm năng của công nghệ mới này.

Chúng ta cần chắc chắn vì điều này tác động đến cộng đồng, cần phải tập trung đảm bảo an toàn trong việc áp dụng sinh học tổng hợp để giải quyết những vấn đề trong xã hội. Sinh học tổng hợp là lĩnh vực phát triển rất nhanh và thú vị với tiềm năng phi thường đáng được chú ý.

—————————————————————
Link bài viết: https://medium.com/bioeconomy-xyz/synthetic-biology-the-next-revolution-95f0e929e680