Singapore thiết lập tầm nhìn, đặt mục tiêu trở thành một cường quốc thế giới trong lĩnh vực sinh học tổng hợp (synthetic biology).
Cạnh tranh trong lĩnh vực có lợi thế
Chính phủ Singapore đang chi ngân sách vào một chương trình nghiên cứu mới nhằm khuyến khích các nhà khoa học phát triển vi sinh vật tổng hợp – hoặc vi sinh vật tự nhiên được thiết kế lại – có thể dùng để sản xuất thực phẩm, đồ điện tử, thuốc và năng lượng.
Singapore hy vọng sẽ thu được nhiều thành tựu mới, giống như khi họ đầu tư vào lĩnh vực nghiên cứu y sinh học (biomedical) trong nhiều thập kỷ qua. Kết quả đầu tư đã giúp tạo ra ngành công nghiệp dược phẩm thịnh vượng cho Singapore, và hiện nay Singapore trở thành một trong những quốc gia sản xuất thuốc hàng đầu ở châu Á.
Tháng 1/2018, Chính phủ Singapore phát động một chương trình nghiên cứu và phát triển sinh học tổng hợp diễn ra trong 5 năm, trị giá 25 triệu đô la Singapore (19 triệu USD). Bốn dự án đã được nhận nguồn tài trợ. Ngoài khoản đầu tư này, khoản trợ
cấp trị giá nửa triệu đô la Singapore cũng luôn có sẵn cho các nhà
nghiên cứu sinh học tổng hợp. Họ sẽ cộng tác với các đồng nghiệp ở Trung
Quốc, như một phần của kế hoạch chung giữa Quỹ Nghiên cứu Quốc gia
(Singapore) và Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia (Trung Quốc).
Chiến lược sinh học tổng hợp của Singapore ưu tiên ba lĩnh vực: phát triển hợp chất cannabinoid tổng hợp, sản xuất axit béo hiếm và phát triển các chủng vi sinh vật mới có thể ứng dụng để tạo ra sản phẩm cho ngành công nghiệp. "Chúng tôi không cạnh tranh để trở thành tốt nhất trong mọi lĩnh vực, chúng tôi đang cạnh tranh trong các lĩnh vực mà chúng tôi có lợi thế", George Loh, giám đốc của chương trình nghiên cứu mới tại Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Singapore, cho biết.
"Một trong những thế mạnh của Singapore là Chính phủ có đủ nguồn lực để đầu tư đáng kể vào lĩnh vực sinh học tổng hợp nếu họ quyết định phát triển nó", Richard Kitney, giám đốc Trung tâm Sinh học Tổng hợp và Đổi mới sáng tạo tại trường Imperial College London (Anh), nói.
Sự quan tâm của Singapore đối với sinh học tổng hợp bắt đầu từ năm 2012, khi một nhóm nghiên cứu của Chính phủ kết luận rằng lĩnh vực này có tiềm năng thương mại khá tốt và có thể tận dụng các thế mạnh nghiên cứu hiện có của quốc gia trong lĩnh vực y sinh học.
Năm 2015, Trung tâm Sinh học Tổng hợp cho Lâm sàng và Đổi mới Công nghệ (SynCTI) – trung tâm nghiên cứu đầu tiên của Singapore về lĩnh vực sinh học tổng hợp – được thành lập tại Đại học Quốc gia Singapore. SynCTI tiến hành nhiều nghiên cứu nhằm thiết kế lại một số vi sinh vật để sản xuất các loại thuốc và hóa chất đặc biệt. SynCTI cũng đào tạo các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này.
Hàng đầu vẫn là các dự án dược
Trong số bốn dự án nhận được nguồn tài trợ hồi đầu năm nay, có hai dự án tập trung vào xây dựng phương pháp mới sản xuất cannabinoid mà không cần trồng cây cần sa. Hiện nay, hợp chất cannabinoid có trong cây cần sa được dùng làm thuốc giảm đau. Nhưng phương pháp trồng cây cần sa để chiết xuất hợp chất này khá tốn kém, mất nhiều thời gian và thu được hàm lượng không cao. Các dự án mới sẽ tìm cách sử dụng chủng vi khuẩn Streptomyces như một vật chủ tiết ra cannabinoid.
Một dự án khác nhằm mục đích tạo ra các axit béo chuỗi lẻ (axit béo chứa một số lẻ các nguyên tử carbon trong cấu trúc). Đây là những hợp chất tồn tại với số lượng rất nhỏ trong tự nhiên, chẳng hạn như trong sữa bò. Loại axit béo này được sử dụng để chế tạo hợp chất triglyceride (chất béo trung tính) có trong chất bổ sung dinh dưỡng, nước hoa và thực phẩm.
"Các nhà nghiên cứu không có sẵn nguồn axit béo chuỗi lẻ để tạo ra triglyceride", Nam Hai Chua, nhà sinh học thực vật tại Phòng thí nghiệm Khoa học Đời sống Temasek (Singapore), cho biết. "Dự án cũng sẽ nghiên cứu cách điều chỉnh độ dài của các axit béo chuỗi lẻ, bằng cách sử dụng enzyme được thiết kế đặc biệt có thể làm thay đổi độ bền hóa học của axit béo cũng như đặc tính dinh dưỡng của chúng, khiến chúng trở nên hữu ích hơn."
"Tôi nghĩ rằng đây là một lĩnh vực rất thú vị để nghiên cứu", John Cumbers, người sáng lập SynBioBeta, một công ty sinh học tổng hợp có trụ sở tại Mỹ, cho biết. "Không giống như nghiên cứu về cannabinoid tổng hợp – lĩnh vực mà một số nhóm ở California, Mỹ, đang tiến hành – các nghiên cứu về việc sử dụng axit béo chuỗi lẻ vẫn còn tương đối mới mẻ."
"Singapore cũng đang phát triển nấm men tổng hợp và một số chủng vi khuẩn có khả năng sản xuất các hợp chất thương mại trong công nghiệp. Mặc dù các chủng vi khuẩn này có thể được mua từ những quốc gia khác trên thế giới, nhưng chúng thường chỉ dành riêng cho nghiên cứu khoa học thay vì cho các ứng dụng thương mại", Chua nói.
Cumbers lo ngại việc Singapore có thể thu hút đủ vốn đầu tư mạo hiểm để tài trợ cho việc theo đuổi lĩnh vực sinh học tổng hợp quy mô lớn hay không. "Sự đầu tư vào sinh học tổng hợp vẫn rất dè dặt", Cumbers nói. Ví dụ, khoản đầu tư lớn nhất của tư nhân cho công ty sinh học tổng hợp Engine Biosciences ở Singapore là 10 triệu USD vào năm 2018. Trong khi đó, khoản đầu tư lớn nhất cho công ty sinh học tổng hợp Gingko Bioworks có trụ sở tại Boston, Massachusetts (Mỹ) là 275 triệu USD vào năm 2017.
Cumbers cho biết, lợi thế lớn nhất của Singapore đối với Mỹ là lực lượng lao động được đào tạo chuyên sâu và chiến lược quốc gia mới. "Mỹ không có chương trình nghiên cứu phối hợp trong lĩnh vực sinh học tổng hợp như Singapore", Cumbers nói.