Các công nghệ mới đang được tìm kiếm để thay thế thuốc trừ sâu truyền thống để bảo vệ thực vật, đặc biệt các cây trồng ăn được như ngũ cốc. Một dự án hợp tác mới giữa Đại học Helsinki và Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp (CNRS) đang làm sáng tỏ hiệu quả của các vắc xin thân thiện với môi trường từ RNA để bảo vệ thực vật khỏi sâu bệnh hại.

Sâu bệnh hại là nguyên nhân gây tổn thất đáng kể cho cây trồng và đe dọa an ninh lương thực toàn cầu. Phương pháp phun thuốc hóa học trừ sâu bệnh truyền thống có thể gây nguy hiểm cho sức khoẻ con người và các sinh vật có lợi và làm hại môi trường.

“Cách tiếp cận mới để bảo vệ thực vật liên quan đến việc tiêm chủng cho cây để chống lại các mầm bệnh, sử dụng các phân tử RNA sợi kép (double-stranded RNA) có thể được phun trực tiếp trên lá”. Tiến sĩ Minna Poranen thuộc Chương trình Nghiên cứu Khoa học Sinh học Phân tử và Tích hợp ở Khoa Sinh học và Môi trường Đại học Helsinki nói.

Vắc-xin gây nên một cơ chế gọi là RNA can thiệp, là cơ chế bảo vệ bẩm sinh của thực vật, động vật và sinh vật nhân chuẩn để chống lại các mầm bệnh. Vắc-xin có thể được nhắm mục tiêu đến mầm bệnh được lựa chọn bằng cách sử dụng các phân tử RNA có cùng đặc tính tuần tự với các gen gây hại và ngăn cản sự biểu hiện (hay quá trình mã hóa gen) của chúng.

Điều này có nghĩa là các phân tử RNA sợi đôi không ảnh hưởng đến sự biểu hiện của gen trong cây trồng được bảo vệ, nhưng chỉ nhắm mục tiêu đến bệnh cây hay sâu hại. RNA cũng là một phân tử phổ biến trong tự nhiên và thường phân hủy nhanh trong môi trường.

Nghiên cứu phát triển văc-xin từ RNA để bảo vệ thực vật đã đưa đến các sản phẩm phân tử RNA. Trong đó các phân tử RNA sợi đôi đã được sản xuất ra bằng tổng hợp hóa học, cho cả sản xuất thuốc và cho mục đích nghiên cứu, nhưng các phương pháp sản xuất như vậy là không hiệu quả và rất tốn kém cho bảo vệ thực vật ", Poranen nhận định.

Là một phần của Chương trình nghiên cứu sinh học tổng hợp của Viện Hàn lâm Phần Lan, nhóm Poranen đã phát triển một phương pháp sản xuất mới cho các phân tử  RNA sợi đôi. Cùng với các nhà nghiên cứu tại CNRS, nhóm này đã chứng minh hiệu quả của vắc-xin dựa trên RNA được sản xuất bằng cách sử dụng phương pháp mới chống lại sự nhiễm virut của cây trồng. Phương pháp sử dụng hệ thống khuếch đại RNA của một bacteriophage (một vi rút phá huỷ vi khuẩn) và sự sản xuất RNA diễn ra trong các tế bào vi khuẩn. Phương pháp mới này sẽ cho phép sản xuất có hiệu quả vắc-xin từ RNA và thúc đẩy sự phát triển và áp dụng các phương pháp bảo vệ thực vật sử dụng RNA.

Poranen nói: “Rất khó để dự đoán khi nào vắc xin sẽ được cung cấp bởi vì chưa có luật pháp nào quy định về điều này”.

Lê Thị Thanh theo Sciencedaily.