Công ty Mỹ muốn hồi sinh hàng nghìn con voi ma mút và thả vào Bắc Cực

Voi ma mút lông xoăn, loài vật khổng lồ mang tính biểu tượng của kỷ băng hà cuối cùng, đã tuyệt chủng khoảng 4.000 năm trước. Nhưng một công ty Mỹ đang cố gắng hồi sinh loài này hoặc ít nhất là một loài vật gì đó giống nó. Nhà khoa học đứng đầu dự án đã hình dung viễn cảnh hàng ngàn con voi ma mút lang thang ở Bắc Cực.

Colossal Biosciences là một công ty khởi nghiệp được thành lập bởi doanh nhân công nghệ Ben Lamm và nhà di truyền học nổi tiếng George Church. Công ty có mục đích hồi sinh loài voi ma mút lông xoăn, hay chính xác hơn là tạo ra một con voi châu Á được biến đổi gien có khả năng chịu lạnh và có tất cả các đặc điểm sinh học cốt lõi của họ hàng đã tuyệt chủng. Công ty cũng thông báo trong tuần này rằng họ đang nghiên cứu về sự tuyệt chủng của loài hổ Tasmania.

Mặc dù không phải là một bản sao chính xác, nhưng con voi lai này sẽ trông giống như một con voi ma mút lông xoăn và có khả năng sống trong hệ sinh thái mà loài động vật đã tuyệt chủng từng lang thang. Mặt khoa học của dự án đầy tham vọng và có phần gây tranh cãi này được dẫn dắt bởi giáo sư Church, người có các công trình tiên phong đóng góp vào sự phát triển của công nghệ giải mã trình tự ADN và kỹ thuật chuyển đổi gien.

Giáo sư Church dẫn đầu các nỗ lực nghiên cứu sinh học tổng hợp tại Viện Kỹ thuật Lấy cảm hứng Sinh học của Đại học Harvard. Ông cũng là giáo sư di truyền học tại Trường Y Harvard, đồng thời giữ các chức vụ khác tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) cùng các học viện.

Ông cũng là đồng tác giả hàng trăm bài báo khoa học, có hàng chục bằng sáng chế mang tên mình và thành lập hơn 20 công ty. Church đã mơ ước mang voi ma mút lông xoăn trở lại từ lâu, và giấc mơ này có thể trở thành hiện thực sau khi ông hợp tác với Lamm. Tuy nhiên, họ cần phải vượt qua những trở ngại quan trọng về mặt khoa học và hậu cần.

Ví dụ về chỉnh sửa bộ gien

Mục đích của Colossal Biosciences là tạo ra một con voi lai với các đặc điểm giống voi ma mút lông xoăn, chẳng hạn như bộ lông dày và nhiều lớp mỡ cách nhiệt. Bên cạnh đó, các khả năng thích nghi với khí hậu lạnh khác sẽ liên quan đến việc sử dụng công nghệ chỉnh sửa gien tiên tiến.

Church nói với Newsweek rằng cách tiếp cận này rất giống với nghiên cứu mà một công ty của ông đã chứng minh với lợn. Trong đó, các nhà khoa học đã thực hiện khoảng 40 chỉnh sửa đối với bộ gien của những con vật này để làm cho nội tạng của chúng phù hợp để cấy ghép vào người.

Ông cho biết công ty 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 gien của chúng. “Thật vậy, voi châu Á và voi ma mút lông xoăn có quan hệ gần gũi với nhau hơn so với voi châu Phi”, Church nói với Newsweek.

Để xác định những chỉnh sửa nào cần thực hiện, các nhà nghiên cứu của Colossal phải so sánh bộ gien của voi châu Á với voi ma mút lông xoăn để xác định điểm khác biệt chính. May mắn thay, một số xác voi ma mút được bảo quản rất tốt với một số mẫu mô chứa ADN nguyên vẹn, từ đó các nhà nghiên cứu có thể xây dựng ít nhất một phần bộ gien.

Sau khi xác định được sự khác biệt, các nhà khoa học có thể bắt đầu thực hiện chỉnh sửa gien đối với các tế bào lấy từ voi châu Á với mục đích tạo ra một loài động vật giống voi ma mút hơn. Số lần chỉnh sửa sẽ tương tự như 40 lần đối với bộ gien lợn trong nghiên cứu trước đây.

“Chúng tôi thường sử dụng CRISPR hoặc nhiều công cụ chỉnh sửa khác để chỉnh sửa tế bào bằng cách đi vào và thêm ADN. Sau đó, chúng tôi lấy nhân ra khỏi tế bào đó và đưa vào trứng. Chúng tôi sẽ cấy vào con mẹ mang thai hộ và chờ đợi. Trong trường hợp của voi là 22 tháng, với kết quả là một con non. Vấn đề không nằm ở hồi sinh một loài mà là hồi sinh gien cá thể trong một cụm, giúp ích cho khả năng chịu lạnh”, Church nói.

Phương pháp dùng tử cung nhân tạo hoặc mang thai hộ

Một phương pháp khác mà nhóm Colossal đang thực hiện song song là phát triển phôi thai lai giữa voi và voi ma mút trong 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 đối với bất kỳ động vật có vú nào, nhưng các nhà nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu ở một số loài động vật khác. Ví dụ, một nhóm nghiên cứu tại Bệnh viện Nhi Philadelphia đã cố gắng nuôi dưỡng một phôi thai cừu trong 4 tuần. Tuy nhiên, kích thước của một con voi ma mút, thường nặng hơn 90 kg khi mới sinh, sẽ là một thách thức lớn hơn nhiều.

Mặc dù phương pháp mang thai hộ khả thi hơn vì công nghệ này đã được chứng minh ở các loài động vật có vú khác, nhưng Church cho biết hầu hết các nhà nghiên cứu trong nhóm ủng hộ phương pháp tiếp cận tử cung nhân tạo - bất chấp những thách thức về công nghệ - vì nó có thể mở rộng quy mô tốt hơn và “không can thiệp vào việc sinh sản của voi sống”. Mục tiêu của Colossal là tạo ra loài lai voi châu Á và voi ma mút trong vòng 6 năm.

Lợi ích môi trường

Nếu Colossal thực hiện được điều này, công ty hy vọng rằng việc đưa loài voi này vào tự nhiên có thể phục hồi môi trường và giảm tốc độ tan chảy của lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực - quá trình giải phóng một lượng lớn khí nhà kính, đe dọa nỗ lực kiềm chế biến đổi khí hậu.

Voi ma mút là loài then chốt quan trọng để duy trì sức khỏe và sự đa dạng sinh học của các hệ sinh thái mà chúng sinh sống. Sự mất mát của voi ma mút trong vài nghìn năm qua đã góp phần làm giảm diện tích đồng cỏ ở các vùng Bắc Cực, vốn là nơi hấp thụ carbon một cách hiệu quả. Giờ đây, hệ sinh thái này chủ yếu là rừng rêu và đất ngập nước. Theo Colossal, việc khôi phục những đồng cỏ này có thể giúp ngăn chặn sự tan băng và giải phóng khí nhà kính trong lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực.

“Những con voi có xu hướng đánh sập cây cối và do đó phục hồi các đồng cỏ. Tác dụng phụ chính mà chúng tôi quan tâm là việc duy trì lớp đất ở Bắc Cực khi voi giẫm lên tuyết và đưa không khí lạnh tràn vào đất trong mùa đông”, Church nói.

Ngoài ra, đồng cỏ phản chiếu ánh sáng Mặt trời tốt hơn so với những cây hiện được tìm thấy trên khắp Bắc Cực vì chúng có màu nhạt hơn. Do đó, việc có nhiều đồng cỏ hơn sẽ giúp làm mát hệ sinh thái.

Church cho biết Colossal đang tập trung vào các khu vực ở Bắc Cực có hàm lượng carbon cao nhất do nhiều khí methane, một khí nhà kính mạnh, sẽ được giải phóng nhiều hơn nếu đất đóng băng vĩnh cửu ở những nơi đó tan chảy. “Hàm lượng carbon của những khu vực giàu carbon này cộng lại nhiều hơn những khu rừng còn lại trên khắp thế giới”, Church cho biết.

Hàng nghìn con voi ma mút có thể di chuyển ở Bắc Cực

Theo Church, nếu Colossal có thể tạo ra những con lai giữa voi châu Á và voi ma mút, thì kế hoạch lý tưởng nhất là đưa hàng nghìn, thậm chí hàng chục nghìn con vật này đi lang thang ở Bắc Cực.

Ông nói: “Mật độ lý tưởng là một con voi ma mút trên một km vuông. Chúng tôi nghĩ rằng hàng chục nghìn con sẽ mang lại tác động lớn, có thể ngăn cản sự giải phóng khí methane nhiều hơn tất cả các hoạt động của con người mỗi năm. Các khu vực trung tâm có thể là các vườn ươm và đàn voi sẽ tản ra từ đó”.

Theo Church, thời gian để đạt được những con số này sẽ cực kỳ lâu nếu việc lai tạo bằng cách mang thai hộ là bắt buộc. Nhưng nếu họ có thể sản xuất một số lượng trứng tùy ý trong phòng thí nghiệm và sau đó phát triển chúng song song, thì họ sẽ đạt được toàn bộ số trứng cần thiết ngay sau cột mốc 6 năm này.

“Vì vậy, ngay sau khi cột mốc 6 năm kết thúc, chúng tôi sẽ mở rộng quy mô lên hàng chục nghìn con rải rác ở các trung tâm này. Và sau đó có lẽ sẽ mất khoảng 10 năm trước khi chúng bắt đầu di cư nghiêm túc. Voi thực sự là loài đi bộ giỏi, chúng có thể thực hiện khoảng hơn hai chuyến đi vòng quanh thế giới trong cuộc đời nếu chỉ đi trên một đường thẳng”, Church cho biết.

Mối quan tâm về đạo đức

Các kế hoạch của Colossal đã vấp phải sự chỉ trích, với một số chuyên gia đặt câu hỏi về tính khả thi của việc phát triển loài lai giữa voi châu Á và voi ma mút ngay từ đầu, hoặc cho rằng loài động vật này có thể không có tác dụng mong muốn đối với các hệ sinh thái Bắc Cực nếu chúng được đưa vào với số lượng đáng kể.

Trong khi đó, những người khác lại đưa ra những lo ngại về đạo đức, lưu ý rằng voi là sinh vật xã hội, trí thông minh cao và hình thành mối quan hệ bền chặt với con mẹ. Việc tạo ra những con lai không có mối quan hệ với mẹ sẽ gặp nhiều khó khăn trong quá trình nuôi dưỡng chúng.

Đáp lại những lời chỉ trích, Church cho biết Colossal đang làm việc với các nhóm có kinh nghiệm đáng kể về việc xử lý voi mồ côi. Ông nói: “Đây là hậu quả đáng tiếc của việc săn trộm và chết tự nhiên… Có rất nhiều kiến thức về cách sản xuất sữa nhân tạo và cách nuôi dưỡng chúng với sự tham gia tối thiểu của bầy đàn”.

Ông cũng chỉ ra những nỗ lực lai tạo khác được cho là đã thành công, chẳng hạn như việc đưa các loài chó ngao California được nuôi nhốt trở lại môi trường hoang dã.