Trung Quốc xây dựng hệ thống miễn dịch thực vật tùy chỉnh đầu tiên trên thế giới

Cao Phong (theo SCMP, Xinhua)

23/08/2026 12:52

(CLO) Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển nền tảng sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để thiết kế hệ miễn dịch nhân tạo cho cây trồng, mở ra hướng tạo giống kháng bệnh theo yêu cầu.

Công trình nghiên cứu mang tính cách mạng này được dẫn dắt bởi một đội ngũ chuyên gia đến từ Viện Di truyền và Sinh học Phát triển thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc phối hợp cùng công ty công nghệ sinh học Qi Biodesign. Nghiên cứu chi tiết đã được công bố trực tuyến trên tạp chí khoa học uy tín Science hồi tháng 7.

Trong bài báo khoa học, nhóm nghiên cứu khẳng định: "Công trình này thiết lập một nền tảng linh hoạt cho việc kỹ thuật hóa hệ miễn dịch thực vật một cách hiệu quả". Trên toàn cầu, các loại cây trồng thiết yếu đang liên tục bị đe dọa bởi các tác nhân gây bệnh thực vật, làm tàn phá sản lượng nông nghiệp và đe dọa nghiêm trọng đến an ninh lương thực toàn cầu.

Trong suốt hàng ngàn năm qua, công tác nhân giống kháng bệnh cho cây trồng chủ yếu dựa vào việc khai thác các gen kháng tự nhiên sẵn có. Tuy nhiên, cấu trúc phức tạp của các thụ thể miễn dịch thực vật tự nhiên khiến việc cải tạo chúng trở nên vô cùng khó khăn, đồng thời việc phát hiện ra các gen kháng tự nhiên mới là một nỗ lực kéo dài và kém hiệu quả.

Công trình nghiên cứu này cho phép "tạo ra các gen kháng theo yêu cầu". Ảnh: Xinhua

Điều này khiến bài toán "thiết kế chính xác các thụ thể kháng chuyên dụng chống lại bất kỳ tác nhân gây bệnh nào" trở thành một thách thức chưa thể giải quyết suốt bấy lâu nay trong lĩnh vực miễn dịch thực vật.

Thông thường, các chương trình nhân giống cây trồng sẽ đưa vào các gen kháng mã hóa cho các thụ thể có khả năng nhận diện các protein do mầm bệnh tiết ra, từ đó kích hoạt phản ứng miễn dịch khi các thụ thể này liên kết thành công với mục tiêu. Tuy nhiên, phương pháp bảo vệ truyền thống này đang dần bị vượt qua bởi các mầm bệnh tiến hóa nhanh, đặc biệt là trong nông nghiệp hiện đại độc canh quy mô lớn.

Yếu điểm về mặt sinh học này cũng chính là yếu tố làm gia tăng mối đe dọa từ khủng bố nông nghiệp và vũ khí sinh học nhắm vào thực vật, tức là các tác nhân gây bệnh được cố tình đưa vào hoặc biến đổi gen để tấn công tàn phá các loại cây trồng cụ thể.

Để giải quyết triệt để những hạn chế này, các nhà khoa học Trung Quốc đã tập trung vào một giải pháp đột phá dựa trên một nhóm cảm biến bảo vệ đặc biệt có sẵn trong tự nhiên. Nhóm cảm biến này vốn sử dụng các bộ phận đóng vai trò như những chiếc bẫy hay mồi nhử tích hợp nhỏ gọn để phát hiện ra mầm bệnh.

Thay vì chờ đợi tự nhiên tiến hóa chậm chạp, nhóm nghiên cứu đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để tự thiết kế ra các protein liên kết nhân tạo hoàn toàn mới, có khả năng bám dính cực kỳ chặt vào các protein của tác nhân gây hại. Những chiếc bẫy thông minh do AI tự thiết kế này sẽ thay thế cho các mồi nhử tự nhiên để xây dựng nên các cảm biến bảo vệ tổng hợp hoàn toàn mới.

Khi các cảm biến bảo vệ tổng hợp có thể lập trình này được đưa vào thực vật, chúng hoạt động giống như một hệ thống báo động thông minh. Ngay khi phát hiện ra các protein do vi khuẩn, virus hay nấm cụ thể tạo ra, chúng sẽ kích hoạt phản ứng miễn dịch tức thì của cây để tiêu diệt mối đe dọa.