Bảo tồn loài nguy cấp bằng công nghệ hệ gen

Việt Nam được đánh giá là một trong những điểm nóng đa dạng sinh học của thế giới, nơi sinh sống của hàng nghìn loài động vật có xương sống quý hiếm, đặc hữu và có nguy cơ tuyệt chủng cao. Tuy nhiên, sự suy giảm nhanh chóng của môi trường sống, khai thác trái phép và biến đổi khí hậu đang khiến nhiều loài đứng trước nguy cơ biến mất vĩnh viễn khỏi tự nhiên.

Trong bối cảnh đó, việc ứng dụng các công nghệ sinh học hiện đại để nhận diện, phân loại, theo dõi và bảo tồn loài là yêu cầu cấp thiết. 

Nhiệm vụ khoa học "Xây dựng cơ sở dữ liệu về phân loại học, phân bố của một số loài động vật có xương sống trên cạn đặc hữu, nguy cấp, quý hiếm ở Việt Nam" (Mã số: ĐTĐL.CN-64/19), do PGS.TS. Lê Đức Minh chủ trì, triển khai tại Viện Tài nguyên và Môi trường – Đại học Quốc gia Hà Nội, là một trong những nghiên cứu tiên phong đáp ứng yêu cầu đó.

Nằm trong "Chương trình phát triển khoa học cơ bản trong lĩnh vực Hóa học, Khoa học sự sống, Khoa học Trái đất và Khoa học biển giai đoạn 2017-2025", nhiệm vụ hướng tới mục tiêu làm chủ các phương pháp phân loại học hiện đại, kết hợp nghiên cứu hình thái – sinh thái – di truyền – tiến hóa để xây dựng bộ cơ sở dữ liệu toàn diện về những loài động vật đặc hữu và nguy cấp của Việt Nam. Đây là nền tảng quan trọng cho công tác nghiên cứu và bảo tồn tại mức độ hệ sinh thái, loài và sinh học phân tử, đồng thời góp phần để Việt Nam tham gia sâu hơn vào Sáng kiến phân loại học toàn cầu của Công ước đa dạng sinh học (GTI – CBD) và hệ thống GBIF.

Một trong những đóng góp nổi bật của nhiệm vụ là lần đầu tiên 10 loài động vật thuộc 4 lớp, lưỡng cư, bò sát, chim và thú được giải trình tự hệ gen hoàn chỉnh. 

Việc giải mã DNA không chỉ giúp nhận diện chính xác loài, mà còn cho phép các nhà khoa học hiểu sâu hơn về mối quan hệ tiến hóa, cấu trúc quần thể, mức độ đa dạng di truyền và nguy cơ tuyệt chủng trong tương lai. Đây là bước tiến lớn đối với nghiên cứu động vật hoang dã tại Việt Nam, nơi trước đây phân loại chủ yếu dựa trên hình thái, dẫn đến nhiều trường hợp nhầm lẫn hoặc chưa xác định rõ ràng.

Đáng chú ý, kết quả phân tích hệ gen loài Sao la (Pseudoryx nghetinhensis) – "kỳ lân châu Á" cực kỳ hiếm gặp – được công bố trên tạp chí Cell đã thu hút sự quan tâm lớn của giới khoa học quốc tế. Cùng với đó, nhiệm vụ đã công bố các kết quả trên những tạp chí hàng đầu như Science, Nature, Nature Communications, Nature Ecology and Evolution, góp phần khẳng định năng lực nghiên cứu hệ gen của Việt Nam trên trường quốc tế.

Song song với nghiên cứu chuyên sâu, nhóm thực hiện đã xây dựng phần mềm tra cứu trên nền web tích hợp thông tin phân loại học, phân bố và dữ liệu di truyền của các loài động vật đặc hữu, nguy cấp. Điểm đặc biệt là hệ thống có tích hợp công cụ tin sinh học, cho phép xác định nguồn gốc, quan hệ họ hàng và mức độ tương đồng gen giữa các mẫu vật, một công cụ hữu ích cho các nhà quản lý, nhà bảo tồn, kiểm lâm và các nhà khoa học.

Nhiệm vụ cũng đề xuất hệ thống giải pháp bảo tồn, nhân nuôi, quản lý bền vững nguồn gen dựa trên phân tích khoa học toàn diện, từ mức độ hệ sinh thái đến mức độ loài. 

Các quy trình nghiên cứu, điều tra, giám sát đa dạng sinh học do nhóm xây dựng được đánh giá tiệm cận tiêu chuẩn của các quốc gia phát triển, có thể áp dụng rộng rãi trong hoạt động điều tra tài nguyên thiên nhiên.

Sinh vật đặc hữu ở Việt Nam.

Về phương diện khoa học, nhiệm vụ mở ra hướng tiếp cận mới trong nghiên cứu động vật hoang dã tại Việt Nam – từ truyền thống dựa trên hình thái chuyển sang phương pháp tích hợp sinh học phân tử và dữ liệu lớn (big data). Các nhà khoa học Việt Nam đã làm chủ công nghệ lõi như giải trình tự hệ gen thế hệ mới, phân tích dữ liệu DNA quy mô lớn, mô phỏng tiến hóa và dựng cây phát sinh loài. Những năng lực này tạo tiền đề để Việt Nam bắt kịp xu hướng nghiên cứu bảo tồn hiện đại của thế giới.

Về hiệu quả kinh tế, bộ cơ sở dữ liệu giúp tăng cường hiệu quả quản lý và bảo tồn, giảm thiểu nguy cơ tuyệt chủng của các loài giữ vai trò quan trọng trong hệ sinh thái. Sự biến mất của các loài chủ chốt có thể gây mất cân bằng sinh thái, làm suy giảm dịch vụ hệ sinh thái, những yếu tố liên quan trực tiếp tới lâm nghiệp, du lịch sinh thái, nông nghiệp và sinh kế địa phương. Nhiệm vụ cũng góp phần giảm chi phí phân tích hệ gen trong tương lai khi công nghệ được làm chủ tại Việt Nam, mở ra khả năng ứng dụng trong nông nghiệp, y học, bảo tồn và công nghệ sinh học.

Về mặt xã hội, nghiên cứu đóng góp quan trọng vào nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo tồn loài nguy cấp, góp phần ổn định sinh kế bền vững cho các cộng đồng sống phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên. Đồng thời, nhiệm vụ tạo môi trường thực hành và đào tạo thực tế cho một thế hệ mới các nhà khoa học trẻ. Nhiều nghiên cứu sinh, học viên cao học đã được hướng dẫn, trang bị kỹ năng chuyên sâu về sinh học phân tử, tin sinh học và bảo tồn những năng lực đang thiếu hụt tại Việt Nam.

Từ những kết quả thu được, nhiệm vụ ĐTĐL.CN-64/19 không chỉ là công trình nghiên cứu khoa học đơn thuần mà còn là bước ngoặt quan trọng của Việt Nam trong ứng dụng công nghệ gen vào bảo tồn động vật hoang dã. Đây là mô hình nghiên cứu có thể nhân rộng, góp phần bảo vệ những giá trị đa dạng sinh học độc đáo của Việt Nam trước những thách thức ngày càng lớn từ biến đổi khí hậu và suy thoái môi trường.

Trung tâm Truyền thông KH&CN

Nguồn: https://mst.gov.vn/bao-ton-loai-nguy-cap-bang-cong-nghe-he-gen-197251201152615409.htm