Tóm tắt nhanh
- Hai thập niên sau khi Dự án Bộ gen người dạy chúng ta đọc mã sự sống, khoa học đang học cách viết nó.
- HGP-write và SynHG (Synthetic Human Genome Initiative) đặt mục tiêu xây dựng nền tảng công nghệ, đạo đức và xã hội để viết bộ gen ở quy mô lớn, hướng tới một bộ gen người tổng hợp hoàn chỉnh.
- Việc tổng hợp DNA hứa hẹn thay đổi sinh học, y học và công nghiệp — từ thuốc cá thể hóa, sản xuất sinh học, đến an ninh sinh học — nhưng đòi hỏi quản trị minh bạch và hợp tác toàn cầu.
Từ “đọc” sang “viết”: một bước nhảy mô hình
Trong phần lớn lịch sử, con người chỉ có thể đoán điều gì làm nên chính mình. Cú bứt phá đến khi Dự án Bộ gen người (HGP) giải mã ba tỷ “chữ cái” DNA người. Khi ấy, dự án bị xem là quá đắt, quá tham vọng, thậm chí quá trừu tượng. Nhưng “cú nhảy lên Mặt Trăng” này đã biến sinh học thành một khoa học thông tin, đặt nền cho xét nghiệm huyết thống, theo dõi virus, liệu pháp ung thư chính xác, các loại thuốc cá thể hóa, và hơn thế nữa.
Ngày nay, một thế hệ nhà khoa học mới muốn đi bước kế tiếp: không chỉ đọc cuốn sách sự sống, mà còn viết thêm các chương mới — thậm chí viết nên những “cuốn sách” hoàn toàn mới.
Ai đang viết bộ gen?
- HGP-write (phi lợi nhuận, thành lập 2016) xây dựng hạ tầng công nghệ, đạo đức và xã hội cho viết bộ gen quy mô lớn.
- SynHG (liên minh học thuật do Anh khởi xướng năm 2025) tập trung vào kỹ thuật: tạo quy trình và công cụ để lắp ráp nhiễm sắc thể từ con số 0.
Hai nỗ lực độc lập nhưng chung đích: một ngày nào đó tạo được bộ gen người hoàn chỉnh và hoạt động. Nếu HGP “đọc” mở kỷ nguyên dữ liệu sinh học, “HGP-viết” có thể tạo nên một cuộc cách mạng còn lớn hơn.
Vì sao phải viết bộ gen người?
Năm 2003, HGP phải mất 13 năm và hơn 3 tỷ USD để hoàn tất (khi ấy vẫn còn khoảng trống; toàn bộ 100% chỉ khép lại vào tháng 4/2022). Hôm nay, giải trình tự một bộ gen cá nhân chỉ vài trăm USD và vài giờ. Tốc độ giảm chi phí khiến Định luật Moore trông như… đi bộ.
Tuy vậy, đọc chỉ là một nửa câu chuyện. Viết DNA hứa hẹn hơn nữa:
- Mở đường điều trị mọi bệnh ở tầm nguyên lý — từ đơn gen đến đa yếu tố.
- Cho phép thiết kế protein, vaccine, liệu pháp CRISPR tốt hơn ngay trong lâm sàng.
- Với các bộ gen nhỏ, có thể kích hoạt một “bùng nổ Cambri hiện đại” các sinh vật mới phục vụ y sinh, năng lượng, vật liệu.
Viết bộ gen không còn là giả thuyết
Những mốc đáng nhớ:
- 2002: Nhóm Eckard Wimmer tổng hợp bộ gen virus bại liệt từ dữ liệu số.
- 2010: Nhóm J. Craig Venter tạo tế bào tổng hợp đầu tiên, chèn “thủy ấn” vào DNA: trích dẫn James Joyce, Richard Feynman, địa chỉ web, tên tác giả…
- 2019: Nhóm Jason Chin thiết kế E. coli với bộ gen tổng hợp ~4 triệu base.
- 2025: Liên minh do Jef Boeke dẫn dắt hoàn tất bộ gen nấm men tổng hợp ~10 triệu base — cột mốc quan trọng hướng tới bộ gen lớn và phức tạp hơn như của con người.
Nói cách khác, tổng hợp toàn bộ bộ gen là một nhánh kỹ thuật đã vận hành âm thầm và ngày càng rẻ, tinh vi — giống như AI trước khi GPT bùng nổ cuối 2022: rộng rãi trong phòng thí nghiệm nhưng công chúng ít biết.
Không phải “em bé thiết kế” — mà là trách nhiệm thiết kế hành tinh
Việc viết bộ gen người chưa đưa ta tới “siêu chiến binh” hay “em bé theo yêu cầu”. Song nó buộc xã hội đối diện sự thật: chúng ta đang bắt đầu soạn thảo sinh vật sống. Câu hỏi lớn không còn là “có thể không”, mà là: ta sẽ chủ động tổ chức để làm điều này một cách có trách nhiệm, hay đợi đến khi lợi ích thương mại/quân sự buộc ta đặt ra luật chơi?
“Ngăn xếp” sinh học tổng hợp: sáng tạo, hiểu biết và an ninh
Để viết nên nhiễm sắc thể hay toàn bộ bộ gen, chúng ta cần một ngăn xếp mới:
- Dụng cụ và enzyme thế hệ kế tiếp.
- Phần mềm và chuẩn cho thiết kế, lắp ráp, kiểm định.
- Hệ thống an ninh sinh học hiệu quả (nghịch lý là bộ gen nhỏ — đặc biệt của virus — lại tiềm rủi ro cao).
Đầu tư này không rẻ, nhưng lợi ích đến sớm:
- Mỗi bước tiến trong viết DNA sẽ tăng tốc toàn bộ khoa học sự sống: nông nghiệp, dược phẩm, vật liệu, sản xuất sinh học đến phòng vệ hành tinh.
- Công nghệ phát hiện sinh học và phòng thủ sinh học được kéo theo, giúp y tế toàn cầu vững hơn trước đại dịch tiếp theo.
Viết khác gì sửa?
Chỉnh sửa (editing) là “nhặt chữ” — thay đổi điểm nhỏ, rồi phải giải trình tự toàn bộ để bảo đảm không có lỗi ngoài mục tiêu.
Viết (de novo) là soạn văn bản từ trang trắng: có thể tìm-thay, cắt-dán khối “mã” như trong trình xử lý văn bản. Khi đó, kỹ thuật di truyền trở nên giống kỹ thuật phần mềm. Ta có thể đặt những câu hỏi táo bạo:
- “Nếu xóa các tàn tích virus cổ trong DNA người thì sao?”
- “Có thể lập trình tế bào để không lão hóa không?”
Và giống phần mềm, AI sẽ ngày càng viết mã sinh học. Hôm nay, gần như toàn bộ thiết kế protein đã dùng AI. Gần đây, Arc Institute kết hợp công cụ Evo AI với tổng hợp bộ gen để tạo hàng chục thể thực khuẩn PhiX174 mới. Thí nghiệm gợi ý rằng, trong tương lai gần, “hạ một siêu vi khuẩn” có thể đơn giản như bấm in.
Khi tổng hợp quy mô megabase (triệu cặp base) trở nên phổ biến — bước đệm tới gigabase (tỷ cặp base) cần cho bộ gen người — chúng ta có thể thiết kế hầu như bất kỳ vi sinh vật đơn bào nào. Cả ngành vi sinh sẽ nửa khoa học, nửa kỹ thuật. Vi sinh vật “thiết kế” có thể chuyển hóa sản xuất sinh học: thuốc, nhiên liệu, vật liệu với hiệu suất chưa từng thấy.
Giống như transistor châm ngòi cách mạng số, thiết kế & tổng hợp bộ gen nhanh, rẻ, mở rộng sẽ châm ngòi cách mạng sinh học. Sự sống trở thành một nền tảng lập trình để giải quyết các bài toán lớn của nhân loại.
Lợi ích khoa học nền tảng
Bộ gen tế bào hiện hữu như “mã spaghetti”: chức năng đan xen, không kiến trúc có chủ đích; chuẩn duy nhất là “chạy được”. Muốn gỡ rối những gì tiến hóa “trộn” trong hàng tỷ năm, cách triệt để nhất là xây sinh vật tổng hợp hoàn chỉnh. Từ trang trắng, ta có thể soi tỏ chuyển hóa, phát triển, thậm chí manh mối về ý thức theo cách mà chỉnh sửa gen không làm được. Như Richard Feynman từng nói: “Bạn không thể thật sự hiểu điều gì nếu không thể tạo ra nó.”
Đạo đức và quản trị: câu hỏi khó nhưng bắt buộc
Nếu mục tiêu là tạo nên sự sống, ta phải trả lời:
- Nên xây những bộ gen nào, bộ gen nào thì không?
- Ai có quyền quyết định?
- Ngăn chặn vũ khí sinh học ra sao?
HGP-write và SynHG thừa nhận lưỡng dụng là thực tế: công cụ có thể chữa lành nhưng cũng có thể gây hại. Vì vậy, minh bạch, khoa học mở, đối thoại công chúng là cốt lõi sứ mệnh — để mã sự sống trở thành trách nhiệm chung của toàn cầu, không bị độc chiếm bởi bất kỳ công ty hay quốc gia nào.
Ở nghĩa này, viết bộ gen cũng là bài học về quản trị công nghệ ở quy mô hành tinh. Cạnh tranh lành mạnh giữa các nhóm sẽ thúc tiến độ, như lịch sử từng cho thấy. Mỹ khởi động sớm, nhưng Anh hiện tiến đều và bền, nhấn mạnh “care-full” — thận trọng và trách nhiệm bên cạnh tốc độ. Dẫu ai “về đích” trước, nhân loại đều được hưởng lợi, như từng xảy ra với giải trình tự.
Một “mục tiêu Mặt Trăng” mới cho thế hệ kế tiếp
Đã gần 25 năm kể từ khi thế giới cùng cổ vũ một “siêu dự án” sinh học. HGP-đọc truyền cảm hứng xem sự sống là mã có thể đọc và hiểu. HGP-viết có thể truyền cảm hứng xem DNA là chất liệu có thể sáng tác, mở ra những khả năng mà tiến hóa chưa từng thử.
Câu hỏi giờ không còn là “chúng ta có thể viết bộ gen người hay không”, mà là: chúng ta có thể làm điều đó một cách khôn ngoan — vì lợi ích của tất cả mọi người — hay không?
