Lâu nay, con người chăn nuôi động vật để lấy thịt, đốn cây để thu gỗ, nhận nội tạng từ người hiến tạng và khai thác kim cương trong các hầm mỏ. Nhờ những tiến bộ và sự nỗ lực không ngừng của giới khoa học, nhiều sản phẩm thiết yếu cho đời sống đã có thể được “nuôi trồng” ngay trong phòng thí nghiệm.

Thịt bò và kim cương được tạo ra từ phòng thí nghiệm.

Thịt

Hơn một nửa diện tích đất nông nghiệp trên Trái đất được dùng để chăn nuôi. Vì thế, các sản phẩm thay thế thịt “nuôi” trong phòng thí nghiệm trở thành trọng tâm nghiên cứu suốt nhiều thập kỷ qua. Việc tạo ra một loại thịt gần giống thịt bò xay được giới thiệu lần đầu tiên cách đây 10 năm, nhưng có nhiều vấn đề khiến công nghệ nuôi cấy thịt nhân tạo chững lại, cho tới gần đây, công ty Aleph Farms (Israel) đã giới thiệu miếng bít tết nhân tạo đầu tiên trên thế giới. Ðầu năm nay, công nghệ in sinh học 3D của họ đã có thể tạo ra bất kỳ loại thịt nào.

Ðược biết, thịt gà nhân tạo là loại “thịt nuôi trong phòng thí nghiệm” đầu tiên xuất hiện trên các kệ hàng. Cơ sở thịt nuôi cấy với quy mô công nghiệp đầu tiên trên thế giới gần đây đã đi vào hoạt động tại Israel, với sản lượng hơn 453,5kg thịt/ngày.

Sữa

Ngoài một số loại chất béo, vitamin, khoáng chất và nước, có nhiều loại đạm cần thiết để tạo ra sữa động vật gồm whey và casein. Ðể tạo ra sữa không có nguồn gốc động vật, nhiều hãng công nghệ sinh học phát triển phương pháp mới để sản xuất các loại đạm sữa quan trọng. Trong số đó, hãng Perfect Day (Mỹ) sử dụng các loại nấm chỉnh sửa gien để sản xuất sữa không có nguồn gốc động vật. Còn hãng Imagindairy (Israel) thì sản xuất sữa nhân tạo từ nấm men sinh học.

Máu

Tuy những tiến bộ trong nhiều thập kỷ qua đã cho phép các nhà khoa học chuyển đổi các tế bào gốc thành nhiều loại tế bào khác, nhưng việc tạo ra tế bào máu trong phòng thí nghiệm vẫn còn một chút khó khăn. Một vài tiến bộ gần đây đã thay đổi cuộc chơi. Năm 2017, hai nhóm nghiên cứu riêng biệt đã giới thiệu các kỹ thuật mới giúp biến các tế bào gốc toàn năng thành tế bào gốc tạo máu, mở ra triển vọng sản xuất máu trong phòng thí nghiệm. Giới nghiên cứu tin tưởng trong tương lai, nguồn cung máu nhân tạo không giới hạn để truyền cho con người có thể sớm thành hiện thực.

Nội tạng

Sau thành công bước đầu là tạo ra nội tạng người có kích thước như thật trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu gần đây cũng tạo ra các nội tạng thu nhỏ với đầy đủ chức năng, gọi là organoid. Ðến nay, tim, phổi cả não đều đã được sản xuất thành công từ các tế bào. Tuy các nội tạng nhỏ chỉ phục vụ như công cụ nghiên cứu bệnh trên con người, nhưng việc nâng cấp công nghệ này và tiến tới “nuôi trồng” các nội tạng lớn hơn là việc khả thi. Năm ngoái, các nhà khoa học Anh đã giới thiệu một hệ thống “giàn giáo sinh học” tiên tiến có thể “nuôi trồng” tuyến ức với đầy đủ chức năng, chỉ từ tế bào gốc.

Gỗ

Gỗ là tài nguyên thiên nhiên quan trọng cần cho các hoạt động hằng ngày, từ làm giấy cho đến vật liệu xây dựng. Song, dự án gần đây của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT, Mỹ) chứng tỏ rằng gỗ hoàn toàn có thể được “trồng” trong phòng thí nghiệm.

Từ những tế bào thực vật nuôi cấy, các chuyên gia MIT phát triển một phương pháp để “sắp xếp” chúng thành cấu trúc giống gỗ. Cụ thể là sau khi sử dụng 2 loại hoóc-môn thực vật để kích hoạt các tế bào đó sản xuất lignin (một loại polyme hữu cơ giúp gỗ cứng, chắc), họ sử dụng một loại gel để định hình các tế bào. Không chỉ vậy, cấu trúc của gỗ nhân tạo còn có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi nồng độ hoóc-môn thực vật dùng sản xuất lignin.

Tuy mới ở giai đoạn đầu, nhưng kỹ thuật này có tiềm năng dùng “nuôi” tế bào gỗ thành bất kỳ hình dạng nào, như cửa, bàn, ghế...

Kim cương

Kim cương tự nhiên được tạo thành từ những khoáng vật chứa carbon, chịu nhiệt độ và áp suất rất cao trong lòng Trái đất suốt hàng triệu năm. Nhưng những quan ngại về vấn đề môi trường và đạo đức đang khiến nhiều người tránh xa khai thác kim cương tự nhiên. Ðiều đó thôi thúc các nhà khoa học nghiên cứu tạo ra kim cương trong phòng thí nghiệm. Nhìn chung, kim cương nhân tạo giống hệt kim cương tự nhiên về mặt hóa học và vật lý, song nhờ tiến bộ về công nghệ và chế tạo, kim cương nhân tạo có giá rẻ hơn.

Từ năm 2018, “gã khổng lồ” trang sức De Beers đã bắt đầu chế tác trang sức toàn làm từ kim cương nhân tạo. Năm 2021, nhà sản xuất và bán lẻ đồ trang sức lớn nhất thế giới Pandora cũng tuyên bố ngừng sử dụng kim cương tự nhiên trong mọi sản phẩm của mình.

AN NHIÊN (Theo New Atlas)