Công nghệ vi khuẩn biến đổi gene tạo thực phẩm từ không khí

Các nhà khoa học tại Viện Khoa học Weizmann (Israel) vừa đạt bước tiến mới trong nghiên cứu tạo thực phẩm từ không khí, khi phát triển thành công vi khuẩn biến đổi gene có khả năng hấp thụ lượng lớn khí CO2 để sinh trưởng.

Thành tựu này mở ra triển vọng sản xuất nguồn thực phẩm bền vững mà không phụ thuộc vào đất canh tác truyền thống.

Nghiên cứu do nhóm của Giáo sư Ron Milo thực hiện, hướng tới mục tiêu tạo ra các chủng vi khuẩn có thể sử dụng CO2 trong khí quyển làm nguồn carbon chính để tổng hợp protein và các dưỡng chất phục vụ con người cũng như vật nuôi.

Trước đó, phòng thí nghiệm của Giáo sư Milo là đơn vị đầu tiên trên thế giới tổng hợp được vi khuẩn có khả năng phát triển nhờ hấp thụ CO2 thay vì sử dụng đường hoặc các loại carbohydrate thông thường.

Trong nghiên cứu mới nhất, các nhà khoa học đã lập trình vi khuẩn E. coli hình thành các cấu trúc nội bào chuyên biệt giúp tăng đáng kể khả năng hấp thụ CO2, qua đó thúc đẩy tốc độ sinh trưởng.

Theo các nhà nghiên cứu, mục tiêu lâu dài là phát triển các chủng vi khuẩn chỉ cần CO2 và năng lượng tái tạo để tạo ra protein, carbohydrate, vitamin và các chất dinh dưỡng khác.

Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ này có thể góp phần giải quyết những thách thức ngày càng lớn đối với an ninh lương thực toàn cầu trong bối cảnh biến đổi khí hậu, suy giảm đất nông nghiệp và dân số tiếp tục gia tăng. Hiện khoảng 45% diện tích đất có thể canh tác trên thế giới đang được sử dụng cho nông nghiệp và chăn nuôi, trong khi việc mở rộng sản xuất đã làm mất khoảng một phần ba diện tích rừng toàn cầu trong thế kỷ qua.

Khác với các doanh nghiệp sản xuất protein vi sinh hiện nay như Remilk hay Quorn, vốn vẫn phải nuôi vi sinh vật bằng nguồn đường từ nông nghiệp, công nghệ của Viện Weizmann hướng tới việc sử dụng trực tiếp CO2 làm nguyên liệu đầu vào, qua đó giảm đáng kể nhu cầu về đất, nước và phân bón.

Theo tính toán của nhóm nghiên cứu, nếu công nghệ được hoàn thiện, một khu đất rộng một dunam (khoảng 1.000 m2) lắp đặt hệ thống điện Mặt Trời để nuôi các vi sinh vật này có thể tạo ra lượng protein cao gấp khoảng 10 lần so với cùng diện tích trồng đậu tương.

Các nhà khoa học cho biết công nghệ vẫn còn ở giai đoạn nghiên cứu cơ bản và còn cần nhiều năm phát triển trước khi có thể thương mại hóa.

Tuy nhiên, họ nhận định vi sinh vật trong tương lai có thể trở thành nguồn bổ sung, thậm chí thay thế một phần hệ thống sản xuất thực phẩm từ thực vật và vật nuôi hiện nay, góp phần xây dựng nền nông nghiệp bền vững và giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính.