PGS.TS Tô Thị Mai Hương hiện là Phó Trưởng phòng Nghiên cứu, Đổi mới và Hợp tác Quốc tế đồng thời là Trưởng ban điều hành Trung tâm Đổi mới Sáng tạo và Khởi nghiệp USTH, Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội (USTH – VAST).

PGS.TS Tô Thị Mai Hương

Tạp chí Phụ Nữ Mới đã có cuộc trò chuyện với PGS.TS Tô Thị Mai Hương xoay quanh đề án nghiên cứu “Phát triển giống lúa phát thải khí mê-tan thấp và tiềm năng năng suất cao thông qua tối ưu phân bổ carbon và giảm dịch tiết rễ bằng công nghệ chỉnh sửa gen”. Đây là công trình được đánh giá có tiềm năng tạo bước ngoặt trong tối ưu hóa khả năng chống chịu, dinh dưỡng và tính bền vững của cây trồng bằng công nghệ gen tiên tiến.

P.V: Điều gì đã truyền cảm hứng để chị theo đuổi nghiên cứu về cây lúa, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và an ninh lương thực?

PGS.TS Tô Thị Mai Hương: Việt Nam là quốc gia có nền văn minh lúa nước lâu đời, đồng thời sở hữu một kho tàng di sản di truyền phong phú. Mỗi giống lúa Việt Nam đều mang trong mình những đặc tính rất thú vị: khả năng chịu hạn, chịu ngập mặn, chống chịu sâu bệnh hay thích nghi tốt với điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Thế nhưng, dù là một trong những cường quốc xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới, nghiên cứu về bộ gen lúa và các cơ chế phân tử ở nước ta vẫn còn hạn chế.

Khi trở về Việt Nam và công tác tại USTH, tôi có cơ hội làm việc với nhiều đối tác Pháp vốn sở hữu bộ sưu tập lúa rất đa dạng. Nhờ đó, tôi tiếp cận được nguồn vật liệu quý và bắt đầu nghiên cứu sâu về khả năng đáp ứng stress của cây lúa, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Ngày nay, biến đổi khí hậu là thách thức sống còn đối với an ninh lương thực toàn cầu. Nông nghiệp dù là nạn nhân nhưng cũng là một trong những tác nhân lớn tạo ra khí nhà kính. Lúa nước, do được canh tác trong điều kiện yếm khí, tạo môi trường cho vi sinh vật sinh khí mê-tan, một khí nhà kính mạnh gấp nhiều lần CO₂. Điều này đặt ra yêu cầu cấp bách: phải tìm ra giải pháp vừa giảm phát thải, vừa duy trì năng suất. Đó chính là động lực thôi thúc tôi bước sâu hơn vào nghiên cứu về cây lúa.

Trong đề án phát triển giống lúa phát thải mê-tan thấp, đâu là thách thức lớn nhất khi ứng dụng công nghệ chỉnh sửa gen Prime Editing?

Phát thải mê-tan từ ruộng lúa phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: hệ vi sinh vật dưới đất, đặc điểm rễ cây, điều kiện tưới tiêu, nguồn nước, chất hữu cơ… Do đó, để giải quyết vấn đề này, không thể dựa vào một biện pháp đơn lẻ mà cần kết hợp nhiều giải pháp từ canh tác đến công nghệ sinh học.

Hiện nay, phương pháp tưới khô, ướt luân phiên đã được chứng minh giúp giảm phát thải khá hiệu quả. Tuy nhiên, những biện pháp về quản lý nước hay cải thiện rác thải thôi chưa đủ. Chúng ta cần thêm các giải pháp ở cấp độ bộ gen để tác động trực tiếp lên đặc tính sinh lý của cây lúa.

Đề án của chúng tôi sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen chính xác Prime Editing, một bước tiến mới trong công nghệ di truyền. Với Prime Editing, chúng tôi có thể tạo ra những chỉnh sửa tinh vi ở vị trí mong muốn mà không đưa gen ngoại lai vào cây. Điều này giúp hạn chế rủi ro của cây chuyển gen và có thể góp phần rút ngắn con đường ứng dụng trong thực tiễn.

Trong nghiên cứu, chúng tôi tập trung vào các gen điều hòa phân bổ carbon và tìm cách thay đổi mức biểu hiện gene bằng hai hướng: Thay đổi vùng uORFs để điều chỉnh khả năng dịch mã; Chèn trình tự STEs nhằm tăng cường hoạt động phiên mã.

Từ đó, chúng tôi đánh giá tác động của việc chỉnh sửa gen lên năng suất, dịch tiết rễ, hệ vi sinh vật vùng rễ và đặc biệt là mức phát thải mê-tan. Thách thức lớn nhất là tối ưu hóa quy trình Prime Editing để đảm bảo độ chính xác cao và kiểm chứng đầy đủ hiệu quả của từng chỉnh sửa ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau.

PGS.TS Tô Thị Mai Hương là 1 trong 3 nhà khoa học nữ nhận Giải thưởng của Chương trình L’Oréal–UNESCO Vì sự phát triển phụ nữ trong khoa học 2025.

Tiềm năng thực tiễn của nghiên cứu này trong giảm phát thải khí nhà kính mà vẫn duy trì năng suất cao là gì?

Công nghệ Prime Editing cho phép chúng tôi hướng đến một nhóm gen quan trọng nhằm tăng cường hiệu quả phân bổ carbon trong cây lúa. Mục tiêu là đưa nhiều carbon hơn vào hạt để tăng năng suất, đồng thời giảm lượng carbon tiết xuống rễ, vốn là nguồn thức ăn thúc đẩy vi sinh vật sản sinh khí mê-tan.

Khi thay đổi dịch tiết rễ và điều chỉnh cộng đồng vi sinh vật vùng rễ, chúng ta có thể: Tăng số lượng vi sinh vật tiêu thụ và phân hủy mê-tan; Giảm số lượng vi sinh vật tạo ra mê-tan; Tối ưu hóa hoạt động rễ để cây tiết ít hợp chất kích thích phát thải.

Nghiên cứu mở ra cơ hội lớn để phát triển các giống lúa ưu tú, góp phần củng cố an ninh lương thực cho Việt Nam và thế giới, đồng thời chủ động đóng góp vào mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính toàn cầu. Đây là minh chứng rõ nét cho việc công nghệ chỉnh sửa gen có thể trở thành chìa khóa kiến tạo nền nông nghiệp xanh và bền vững.

 Là người dẫn dắt Trung tâm Đổi mới Sáng tạo và Khởi nghiệp, chị hỗ trợ và truyền cảm hứng cho các nhà khoa học trẻ, đặc biệt là nữ giới như thế nào?

Trung tâm có nhiệm vụ hỗ trợ sinh viên và các nhóm nghiên cứu đưa ý tưởng từ phòng thí nghiệm ra ứng dụng thực tiễn. Chúng tôi hướng dẫn các bạn phát triển dự án, hoàn thiện nguyên mẫu, kết nối doanh nghiệp và tìm kiếm nguồn tài trợ. Mục tiêu cuối cùng là giúp những nghiên cứu tiềm năng trở thành sản phẩm thực sự đóng góp cho xã hội.

Với các nhà khoa học trẻ, đặc biệt là nữ giới, tôi luôn cố gắng tạo môi trường thân thiện để các bạn tự tin thể hiện năng lực, không ngại thử nghiệm và dám theo đuổi ước mơ khoa học. Sự đồng hành và thấu hiểu là rất quan trọng, bởi hành trình nghiên cứu vốn dĩ đã không dễ dàng, và với phụ nữ, đôi khi là khó khăn gấp đôi.

Giải thưởng L’Oréal–UNESCO có ý nghĩa như thế nào đối với chị?

Đây là một giải thưởng danh giá và là nguồn động viên tinh thần vô cùng lớn. Trong khoa học, đặc biệt là với nữ giới, chúng ta thường phải đảm nhận nhiều vai trò cùng lúc: làm việc, nghiên cứu, gia đình… Vì vậy, được một tổ chức uy tín ghi nhận là niềm vinh dự, giúp chúng tôi có thêm niềm tin vào con đường mình đang theo đuổi.

Tôi hy vọng các bạn sinh viên và những nhà khoa học trẻ khi nhìn vào hành trình của mình sẽ thấy rằng những nghiên cứu được bắt đầu từ phòng thí nghiệm hoàn toàn có thể mang lại ứng dụng thực tiễn, đóng góp cho xã hội – đặc biệt là vào mục tiêu phát triển nền nông nghiệp bền vững, xanh và thân thiện môi trường.

Đây cũng là thông điệp tôi muốn gửi đến cộng đồng khoa học: hãy kiên trì, hãy tin tưởng vào giá trị của tri thức, bởi khoa học có thể thay đổi cuộc sống theo những cách rất kỳ diệu.

Trân trọng cảm ơn Phó Giáo sư!