Nghiên cứu do Viện Nghiên cứu Rothamsted thực hiện đã ứng dụng công nghệ chỉnh sửa bộ gen CRISPR cho phép can thiệp chính xác vào ADN của sinh vật. Công nghệ này vốn được phát triển từ cơ chế chỉnh sửa gen tự nhiên của vi khuẩn và hiện đang được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu sinh học.

Theo các nhà khoa học, lúa mì tự nhiên chứa một loại axit amin có tên là asparagine tự do, đóng vai trò tích trữ nitơ cho cây. Tuy nhiên, khi lúa mì được chế biến ở nhiệt độ cao như nướng bánh mì, chiên hoặc nướng bánh quy, hợp chất này có thể chuyển hóa thành acrylamide, một hợp chất độc hại được xếp vào nhóm có khả năng gây ung thư.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng CRISPR nhằm “tắt” các gen liên quan đến quá trình tạo ra asparagine trong hạt lúa mì. Kết quả thử nghiệm trên đồng ruộng trong hai năm cho thấy, các dòng lúa mì được chỉnh sửa có hàm lượng asparagine tự do giảm mạnh mà không làm ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.

Cụ thể, một dòng lúa mì chỉnh sửa đơn có thể giảm tới 59% lượng asparagine, trong khi dòng chỉnh sửa kép đạt mức giảm lên đến 93%. Điều này kéo theo sự sụt giảm đáng kể lượng acrylamide hình thành trong thực phẩm sau khi chế biến.

Thử nghiệm thực tế với các sản phẩm như bánh mì và bánh quy cho thấy nồng độ acrylamide giảm rõ rệt, thậm chí ở một số mẫu bánh mì, hợp chất này giảm xuống dưới ngưỡng có thể phát hiện ngay cả sau khi nướng.

Điều đặc biệt là khi so sánh với các phương pháp lai tạo truyền thống vốn sử dụng hóa chất để gây đột biến ngẫu nhiên, công nghệ CRISPR tỏ ra vượt trội. Các phương pháp cũ chỉ giúp giảm khoảng 50% asparagine nhưng lại khiến năng suất cây trồng giảm gần 25%, nhiều khả năng do các đột biến ngoài ý muốn trong bộ gen.

Tiến sĩ Navneet Kaur, nhà nghiên cứu chính của dự án, nhận định kết quả này cho thấy tiềm năng lớn của công nghệ chỉnh sửa gen trong việc tạo ra những cải tiến chính xác và có lợi cho cây trồng, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng và độ an toàn của thực phẩm.

Trong bối cảnh các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm ngày càng được siết chặt, đặc biệt tại châu Âu, kết quả nghiên cứu này được kỳ vọng sẽ giúp ngành công nghiệp thực phẩm đáp ứng tốt hơn các quy định mới. Liên minh châu Âu hiện đã thiết lập các mức chuẩn đối với acrylamide trong thực phẩm và dự kiến sẽ tiếp tục hạ thấp ngưỡng tối đa trong thời gian tới.

Giáo sư Nigel Halford, trưởng nhóm nghiên cứu, cho rằng giống lúa mì mới không chỉ giúp doanh nghiệp giảm thiểu rủi ro liên quan đến quy định an toàn thực phẩm mà còn góp phần hạn chế sự tiếp xúc của người tiêu dùng với các hợp chất có hại thông qua chế độ ăn uống hằng ngày.

Tuy nhiên, việc thương mại hóa các giống cây trồng chỉnh sửa gen vẫn phụ thuộc vào khung pháp lý tại từng quốc gia. Tại Anh, Đạo luật Công nghệ di truyền (Nhân giống chính xác) được thông qua năm 2023 đã mở đường cho việc phát triển và đưa ra thị trường các sản phẩm dạng này. Dù vậy, các cuộc đàm phán giữa Anh và Liên minh châu Âu về quy định kiểm dịch và an toàn thực phẩm có thể ảnh hưởng đến tốc độ triển khai trong thực tế.

Dù còn nhiều thách thức về chính sách, các nhà khoa học tin rằng lúa mì chỉnh sửa gen có hàm lượng acrylamide thấp là một bước tiến quan trọng, mở ra hướng đi mới cho ngành nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm an toàn hơn trong tương lai.