Nhật Bản tái xác lập vị thế trong khoa học sự sống

Sau năm năm nghiên cứu về chỉnh sửa hệ gene tại trường Y Harvard ở Boston, Massachusetts, Keiji Nishida trở về Nhật Bản vào năm 2013, và đã nhận thấy nguy cơ tụt hậu của Nhật Bản trong lĩnh vực mới này. Đây là thời điểm kể từ khi kỹ thuật chỉnh sửa gene CRISPR– Cas9 đã được quan tâm với tiềm năng tạo nền tảng đột phá cho việc cắt và tái sắp xếp tại gene một cách ít tốn kém, tăng hy vọng điều trị nhiều loại bệnh.

Dữ liệu về kết quả của Nhật Bản trong bảng xếp hạng Nature Index, từ các xuất bản nghiên cứu trên 82 tạp chí khoa học tự nhiên chất lượng cao, từ năm 2015 cho thấy mối e ngại của Nishida (người giờ là một nhà sinh học tổng hợp tại ĐH Kobe) về sự tụt hậu của Nhật Bản trong lĩnh vực của mình không phải là một vấn đề đơn lẻ. Sự chia sẻ về quyền tác giả trong công bố của Nhật Bản trong bảng xếp hạng của Nature đã mất đi 19,1% từ năm 2015 đến năm 2021.

Sự suy giảm về kết quả nghiên cứu của Nhật Bản không ở thế liên tục kể từ năm 2019, theo dữ liệu của Nature Index. Chỉ số chia sẻ quyền tác giả trong nghiên cứu tăng lên 4,1% từ năm 2019 đến năm 2020, dẫu đã bị mất đi 5,2% trong năm tiếp theo. Khoa học sự sống là một lĩnh vực mà Nhật Bản dường như có chất lượng cao hơn; chỉ số chia sẻ trong lĩnh vực này giảm 7,7% từ năm 2017 đến năm 2021, một con số thấp hơn so với nhiều lĩnh vực khác trong Nature Index. Chỉ số chia sẻ của ĐH Kobe trong khoa học sự sống tuy vậy cũng tăng dần từ năm 2019.

Sau khi Nishida trở lại quê hương, anh hướng theo việc góp phần đưa quốc gia này đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp chỉnh sửa gene mới nổi. Nishida hy vọng sẽ giải quyết được một số giới hạn của CRISPR–Cas9, mà như anh miêu tả là thường không thành công với các gene ở vị trí đích chính xác.

Sau ba năm nghiên cứu, năm 2016, Nishida và đồng nghiệp xuất bản một bài báo mà họ miêu tả kỹ thuật dựa trên chỉnh sửa gene mới có khả năng chỉnh sửa hệ gene bằng việc thay đổi thành phần DNA in situ (tại chỗ) thay vì cắt và dán các gene mới trong CRISPR– Cas9. “Các vấn đề với chỉnh sửa hệ gene CRISPR thông thường có liên kết với quá trình chia tách DNA của chúng, khiến tế bào nhiễm độc hoặc có thể đem đến kết quả không dự đoán được”, Nishida nói.

Nishida được tài trợ 3,7 triệu USD từ các quỹ đầu tư mạo hiểm của Mỹ và thành lập công ty Bio Palette vào năm 2017 để thương mại hóa nghiên cứu. Đặt trụ sở lại Kobe, công ty phát triển Target-AID, một phiên bản của kỹ thuật chỉnh sửa gene được sử dụng trong các liệu pháp hướng đích microbiome. Các nhà nghiên cứu ở Bio Palette tin nó có thể giúp điều trị bệnh viêm ruột, ung thư và rối loạn thần kinh. Họ tiếp tục nhận được 15 triệu USD từ các nhà đầu tư.

Bio Palette không phải là ví dụ duy nhất ở lĩnh vực khoa học sự sống tại ĐH Kobe trong vài năm trở lại đây. Vào năm 2020, hợp tác với các công ty Nhật Bản như Rohto Pharmaceutical và Taiyo Oil, Kondo dẫn dắt một nhóm nghiên cứu của Kobe thành lập Bacchus Bio Innovation, một nơi có thể tạo ra các sinh vật chỉnh sửa gene hữu dụng như nấm men, có thể là nguồn vật liệu thô cho dược phẩm hoặc sản phẩm ngành hóa.

Với Nhật Bản, để nhân rộng các thành công này ra nhiều viện nghiên cứu và nhiều lĩnh vực khác, đòi hỏi nỗ lực từ các nhà hoạch định chính sách. “Có thể là một cách tiếp cận tổng quát để phục hồi nghiên cứu của Nhật Bản”, Yuko Aihara, giám đốc bộ phận lập kế hoạch của Viện nghiên cứu Chính sách KH&CN quốc gia, nói.

Đầu năm nay, chính phủ Nhật Bản quyết định lựa chọn một nhóm trường đại học để trao tài trợ 10 nghìn tỉ yên (tương đương 75 triệu USD) cho phép họ tạo ra các kết quả tầm cỡ thế giới và cạnh tranh ở mức toàn cầu. Đây là tin tốt cho các trường xuất sắc ở Nhật Bản nhưng lại khiến nhiều trường và nhà nghiên cứu chưa phải là các ngôi sao khoa học không hài lòng.

Yukihide Hayashi, người phụ trách Quỹ Khoa học sự sống Nhật bản, nơi đặt mục tiêu cải thiện sức khỏe công cộng bằng việc hỗ trợ 12 nhà nghiên cứu trẻ mỗi năm với con số một triệu yên mỗi người. “Chúng tôi đang cố gắng nuôi dưỡng nhân tài để họ có thể trở thành xuất sắc trong tương lai với một khoản ngân quỹ nhỏ”. Đây là cách tiếp cận khác với mô hình tài trợ tiêu chuẩn được ưa thích ở Nhật Bản, Hayashi nói.

Hayashi cho là có cải thiện nhỏ ở nghiên cứu ngành khoa học sự sống Nhật Bản là việc tạo ra Cơ quan Nghiên cứu và Phát triển Y khoa Nhật bản (AMED), một tổ chức tài trợ của quốc gia do chính phủ giám sát. Thành lập từ năm 2015 dưới thời cựu Thủ tướng Shinzo Abe, cơ quan này đặt mục tiêu thúc đẩy nghiên cứu y khoa tìm ra các phương pháp điều trị mới. AMED hỗ trợ nghiên cứu do Satoshi Ichikawa của ĐH Hokkaido dẫn dắt để thiết kế và tổng hợp một kháng sinh hướng đến tế bào kháng đa thuốc; hỗ trợ các ca điều trị lâm sàng để xác nhận một vaccine coronavirus do công ty dược phẩm Shionogi ở Osaka phát triển.

Một tín hiệu khả quan trong Nature Index là hợp tác quốc tế. Kể từ năm 2015, Nhật Bản đã tiếp tục gia tăng các bài báo có hợp tác quốc tế. Ví dụ trong tháng 11 một loại thuốc chống Alzheimer do Công ty Dược phẩm Eisai ở Tokyo và Công ty Công nghệ sinh học Biogen, ở Cambridge, Massachusetts, phát triển đem lại lợi ích tốt cho bệnh nhân. Vào tháng 1/2023, cơ quan Thuốc và Dược phẩm Mỹ chấp thuận loại thuốc này qua một quá trình cấp tốc dành cho các bệnh nan y và trở thành loại thuốc chống Alzheimer thứ hai cùng loại được thông qua trong vòng hai năm qua.

“Ở Nhật Bản, ngày càng ít sinh viên quan tâm đến việc làm nghiên cứu sinh và một sự nghiệp nghiên cứu”, Nishida nói. “Tôi đang cố gắng mở rộng sự nghiệp của các nhà nghiên cứu bằng việc phát triển một hệ sinh thái nơi các nhà khoa học, công nghiệp và thương nhân tương tác và trao đổi hiểu biết lẫn tài năng theo cách tích cực hơn”. Các sinh viên của Nishida tham gia vào chương trình đặc biệt này để học hỏi về các chiến lược kinh doanh và tài chính. Họ cũng tập luyện để lập các kế hoạch thương mại và đề xuất trên cơ sở nghiên cứu trong nhóm của mình.

Giống Nishida, nhà lý sinh Kazuhiro Maeshima sau những năm ở nước ngoài đã về Phòng thí nghiệm Động lực học hệ gene tại Viện Nghiên cứu Di truyền Quốc gia (NIG). “NIG của chúng tôi là một viện nghiên cứu di truyền nhỏ nhưng chúng tôi có nhiều tự do học thuật. Về cơ bản, chúng tôi có thể làm những gì mình muốn. Chúng tôi tin đây là một yếu tố tối quan trọng để có nghiên cứu tốt”.

Nhìn về tương lai, anh hy vọng khoa học Nhật Bản sẽ thu hút được người trẻ. “Các thách thức chính cho khoa học Nhật Bản là sự suy giảm ngân sách dành cho khoa học và cả số nghiên cứu sinh”, Maeshima nhận xét. “Dẫu khoa học ở Nhật bản đang ở thời điểm ngày một khó khăn hơn nhưng tôi vẫn rất lạc quan bởi luôn có những người trẻ tài năng và những người đặt mục tiêu thực hiện các nghiên cứu xuất sắc”.