Colossal Biosciences tạo ra "trứng nhân tạo" bằng in 3D, hướng tới phục hồi loài Dodo

Những chú gà con đang cựa mình và bắt đầu mổ vỏ—hay cố gắng để nở. Nhưng chúng không nằm trong một quả trứng gà bình thường. Thay vào đó, những chú gà này đang phát triển bên trong những chiếc cốc nhựa trong suốt được in 3D tại trụ sở của Colossal Biosciences ở Dallas.

Công ty công nghệ sinh học này vừa tuyên bố đã phát triển một "trứng nhân tạo hoàn toàn" như một phần trong nỗ lực hồi sinh các loài chim đã tuyệt chủng, bao gồm cả những loài như chim Dodo hay chim Moa khổng lồ. Tuy nhiên, mô tả chính xác hơn cho phát minh này nên là "vỏ trứng nhân tạo". Đây là một cấu trúc lưới hình bầu dục được in 3D, được tráng một lớp màng đặc biệt dựa trên silicon bên trong cho phép oxy đi qua, hoạt động tương tự như vỏ trứng thật.

Vỏ trứng nhân tạo được in 3D

Để tạo ra những chú chim, Colossal đã lấy những quả trứng gà mới đẻ, cẩn thận đổ nội dung của chúng vào các vỏ nhân tạo, nơi phôi tiếp tục phát triển. Một cửa sổ ở trên cùng cho phép các nhà nghiên cứu quan sát bên trong.

"Thấy chúng tất cả đang di chuyển trong những quả trứng nhân tạo thực sự khiến choáng váng," Andrew Pask, giám đốc sinh học của công ty, chia sẻ. "Bạn thực sự cảm thấy mình có thể nuôi dưỡng sự sống bên ngoài tử cung."

Colossal được thành lập vào năm 2021 với kế hoạch sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen và sinh sản để khôi phục các loài đã tuyệt chủng, bao gồm cả voi ma mút lông xù. Công ty đã huy động được hơn 800 triệu USD cho mục tiêu mà họ gọi là việc tạo ra động vật một cách "có thể mở rộng và kiểm soát được". Theo ông Pask, công nghệ trứng này có thể giúp bảo tồn các loài chim có nguy cơ tuyệt chủng. Nó cũng có thể đóng vai trò trong dự án tái tạo lại chim Moa khổng lồ—một loài chim không biết bay cao 3,6 mét từng sống ở New Zealand và đẻ những quả trứng dung tích 4 lít, lớn hơn bất kỳ loài chim sống nào hiện nay.

Phôi gà phát triển trong môi trường nhân tạo

Tuy nhiên, Colossal có thể sẽ chế tạo được một chiếc vỏ đủ lớn. Công ty đã cung cấp một bức ảnh về nguyên mẫu quả trứng in 3D khổng lồ đến mức nhân viên trong công ty bắt đầu gọi nó là "máy xà lách". Chim Moa đã tuyệt chủng sau khi những chiếc canoe chở tổ tiên của người Maori đến Đảo Nam của New Zealand khoảng 750 năm trước.

Để rõ ràng—Colossal chưa gần đến việc tái tạo chim Moa. Trước khi điều đó xảy ra, các nhà khoa học cần phải nghiên cứu dữ liệu DNA từ xương Moa cổ và chèn hàng nghìn thay đổi gen vào bộ gen của một loài chim hiện có, điều mà về mặt kỹ thuật vẫn rất khó khăn thực hiện—dù có hay không có trứng nhân tạo.

Một số nhà khoa học cũng cho rằng Colossal đang nhận quá nhiều công lao cho vỏ trứng nhân tạo của mình. Katsuya Obara, tại Đại học Tsukuba ở Nhật Bản, người đã nở gà từ dưới màng nhựa trong suốt vào năm 2024, gọi đây là "sự phóng đại rõ ràng". Ông Obara lưu ý rằng công nghệ này về cơ bản là sự sửa đổi của các phương pháp hiện có. Thực tế, việc nuôi chim trong các thùng chứa nhân tạo đã xuất hiện từ năm 1998, khi một nhóm khác của Nhật Bản đã thực hiện được điều này với chim cút.

Điểm tiến bộ có thể là của Colossal chính là lớp màng đặc biệt, cho phép phôi tiếp cận nhiều oxy hơn. Các hệ thống trước đây yêu cầu các nhà khoa học phải bổ sung khí—điều có thể không tốt cho chú gà con, vì thường một số trong số chúng sẽ không thể nở được.

Công việc về vỏ trứng nhân tạo được thực hiện tại Dallas bởi nhóm phát triển ngoại sinh (Exogenous Development - Exo Dev) của Colossal. Nhóm này cũng đang cố gắng phát triển tử cung nhân tạo cho động vật có vú, bắt đầu với các loài thú có túi. "Chúng tôi đang xem xét mọi khía cạnh của những gì diễn ra trong quá trình mang thai của động vật có vú để giải mã chính xác cách chúng tôi tái tạo lại điều đó," ông Pask nói.

Đối với nhóm này, vỏ trứng nhân tạo là một chiến thắng kỹ thuật tương đối nhanh và dễ. Đó là vì gà đã là một ví dụ về sự phát triển ex utero (ngoài tử cung). Sau khi trứng được đẻ, một phôi nhỏ nằm trên trên lòng đỏ trứng bắt đầu phát triển, hút chất dinh dưỡng từ lòng đỏ, lòng trắng và thậm chí là từ vỏ trứng, cung cấp canxi. (Colossal cho biết họ phải thêm bột canxi vào trứng nhân tạo).

Để tạo ra một con chim Moa, Colossal sẽ phải thay đổi gen một loại chim khác, thay đổi hàng nghìn chữ cái DNA tiềm năng. Nhưng cho đến nay, gà là loài chim duy nhất có thể được chỉnh sửa gen. Và điều đó diễn ra thông qua một quy trình phức tạp là chỉnh sửa các tế bào gốc tạo ra trứng và tinh trùng. Các nhà khoa học phải thêm hoặc xóa các chữ cái DNA khỏi các tế bào này và sau đó tiêm chúng lại vào một quả trứng. Con chim kết quả sẽ mang thay đổi gen trong tuyến sinh dục của nó—và sau đó có thể truyền nó sang thế hệ sau.

Ông Pask nói rằng ý tưởng của Colossal là họ có thể sửa đổi tế bào gốc của chim đủ để tạo ra tinh trùng hoặc trứng giống Moa. Nhưng sau đó bạn có thể gặp tình huống kỳ lạ là một con gà đẻ một quả trứng có phôi Moa bên trong. "Bạn sẽ có những con gà tạo ra trứng và tinh trùng Moa. Nhưng nó vẫn là một quả trứng gà," ông nói.

Helen Sang, giáo sư danh dự tại Viện Roslin ở Vương quốc Anh, cho biết bà không chắc phôi Moa có thể sống sót chỉ với lòng đỏ trứng gà, do sự khác biệt về tiến hóa. "Có những thách thức đáng kể cần vượt qua để nuôi dưỡng phôi của một loài khác trong trứng nhân tạo," bà Sang nói.

Chỉ một trong số những thách thức đó là sự chênh lệch kích thước khổng lồ. Lượng lòng đỏ trong một quả trứng gà sẽ khó đủ để nuôi dưỡng chú chim Moa con lớn hơn nhiều. Tuy nhiên, ông Pask cho rằng chính lúc này thì trứng nhân tạo sẽ phát huy tác dụng.

Ông nói rằng có thể sử dụng một cây kim mảnh để từ từ "kết hợp 50 lòng đỏ lại với nhau để tạo khối lòng đỏ lớn hơn nhiều".

"Quả trứng gà sẽ không đủ lớn để hỗ trợ sự phát triển của chim Moa đến khi nở, nhưng đó là lúc bạn có thể lấy quả trứng đó, đặt nó vào môi trường trứng nhân tạo, và sau đó mở rộng kích thước," ông nói.

Cho đến nay, ông Pask cho biết trứng nhân tạo đang hoạt động rất tốt với gà—gần như là quá tốt. "Chúng tôi đã nở 26 con gà và sau đó [CEO của chúng tôi] yêu cầu chúng tôi hãm phanh lại. Chúng tôi có quá nhiều gà chạy quanh," ông Pask đùa.