Bên cạnh việc gia tăng sản lượng cây trồng, kỹ thuật biến đổi gen còn hứa hẹn cho một ứng dụng quan trọng và tương đối độc đáo khác. Các gen bao gồm các ADN như là các mật mã để tổng hợp các protein khác nhau. Sản phẩm tức thời của hoạt động gen là protein mà gen mã hóa.

Dược phẩm sinh học: sản xuất protein dược phẩm trong mủ

Do đó gen kiểm soát sự tổng hợp protein – ngay cả loại khác lạ với cây trồng như protein dược phẩm- có thể cung cấp nguyên liệu để chế tạo protein lạ này trong tế bào. Nếu các ADN này được cấy thành công vào cây cao su, nó có thể trở thành nhà máy sống sản xuất các dược phẩm gốc protein có giá trị thương mại. Các protein lạ này được gọi là protein tái tổ hợp  vì chúng chuyển hóa từ sự tái tổ hợp của các vật liệu gen từ các nguồn khác nhau chứ không xảy ra một cách tự nhiên.

Sản xuất các protein giá trị trong cây cao su biến đổi gen, các cây trồng và con vật trao đổi gen khác

Cao su biến đổi gen không phải là cây trồng duy nhất  có khả năng biểu thị protein lạ trong mô của mình, nhiều loại cây trồng khác cũng có khả năng tương tự. Tuy nhiên vấn đề quan trọng trong sản xuất protein dược phẩm trong các cây trồng trao đổi gen là việc thu hoạch protein. Điều này có nghĩa phải hủy hoại toàn bộ hoặc một phần cây, vì protein nằm trong hạt, lá, tược hoặc mô cây. Sau mỗi lần thu hoạch, cần có thời gian cho sinh trưởng mới trước khi thu hoạch đợt mới, hoặc có thể phải trồng lại hoàn toàn. Do đó việc thu hồi protein sẽ được thực hiện theo từng đợt thay vì quy trình liên tục.

Điểm khác của cây cao su trao đổi gen so với cây trồng trao đổi gen khác là khả năng cạo mủ. Cạo mủ là phương pháp thu hoạch không hủy diệt chỉ cây cao su mới có. Do vậy nếu protein dược phẩm có trong mủ, ta có thể thu hoạch liên tục theo phương thức không hủy hoại là cạo mủ. Với mục tiêu này, các cây cao su trao đổi gen sản xuất protein người –anbumin serum người đã được triển khai ở Malaysia.

Sản xuất liên tục protein lạ, trong khi duy nhất cho cây Hevea trao đổi gen, cũng đã hoàn thành được trong vật nuôi trao đổi gen. Công nghệ ADN trong súc vật đã hình thành protein lạ, thường là protein điều trị trong sữa súc vật như cừu, dê và bò. Tuy nhiên cây cao su có nhiều điểm lợi hơn so với gia súc. Trước hết, trồng cây rẻ hơn nuôi gia súc. Một lợi điểm khác của mủ cao su so với sữa súc vật là mủ cao su tiệt trùng, không có virus và các sinh vật truyền nhiễm lây bệnh khác như gây nguồn bệnh AIDS, viêm gan, prion gây bệnh bò điên. Ngoài ra khai thác cao su biến đổi gen không gây nên các vấn đề về quy tắc sinh học gây tranh cãi về quyền khi sử dụng súc vật trong công nghiệp.

Ngoài các yếu tố trên, lợi ích chủ yếu của cây cao su trao đổi gen vượt trội hơn so với vật nuôi trao đổi gen là dễ dàng tăng quy mô. Sản xuất denovo súc vật trao đổi gen thì đắt tiền trong khi ghép súc vật cực kỳ phức tạp. Do đó gia tăng quần thể súc vật trao đổi gen không đơn giản. Điều này khác nhiều so với cây cao su nhân giống bằng ghép chồi. Bất kỳ số lượng giống nào có gen tương tự đều có thể được nhân lên từ một cây được tuyển chọn. Hiển thị gen lạ trong cây trao đổi gen ghép chồi đã được nghiên cứu trong 4 thế hệ vô tính, chứng minh rằng hiển thị protein lạ trong mủ cây mẹ được sản sinh lại đáng tin cậy trong các giống vô tính của chúng.

Nhà máy dược phẩm sống: vi sinh vật so với cây cao su

Trong khi việc triển khai thực vật và động vật trao đổi gen để sản xuất dược phẩm protein tương đối mới, thì việc sử dụng các sinh vật trao đổi gen trong sản xuất dược phẩm thì không mới. Nhiều loại thuốc thông thường được ghi trong toa điều trị bệnh như các hooc mon, chất làm đông máu, các chất chủng ngừa được bào chế qua sử dụng  cấy vi sinh vật trao đổi gen (thông thường là vi khuẩn và men) trong các thùng gây men cũng được gọi là lò phản ứng sinh học. Các quy trình công nghệ liên quan đến vấn đề này có quan hệ tốt với công nghiệp.

Trong sản xuất protein dược phẩm, lợi thế của cao su trao đổi gen so với thùng gây men nằm trong tiết kiệm chi phí tiềm năng. Cây cao su trao đổi gen tự duy trì sự sống. Không giống như các nhà máy gạch và vữa, cây cao su không đòi hỏi sự chăm sóc đặc biệt. Sử dụng cây cao su trao đổi gen như là nhà máy sống có thể hiệu quả khi so với các hệ thống phản ứng sinh học truyền thống. Hơn nữa, nó còn là một nhà máy thân thiện với môi trường. Đây là quy trình tự nhiên nên bền vững và không ô nhiễm.

Một lợi thế khác so với vi sinh vật được nuôi trồng trong lò phản ứng sinh học là vi khuẩn và men không thể làm protein có một số loại đường chủ yếu kết nối với chúng. Sự kết nối protein- đường có thể xảy ra trong cây cao su trao đổi gen, do đó có tiềm năng tổng hợp chuỗi rộng hơn các dược phẩm protein.

(xem tiếp kỳ  sau) 

P.V (Theo tham luận của tác giả H.Y.Yeang tại Hội nghị ARC 2009)
Nguồn: caosuvietnam.net