SINH VẬT KIỂU MẪU ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU SINH HỌC

SINH VẬT KIỂU MẪU
ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU SINH HỌC


I. ĐẶT VẤN ĐỀ

• Sinh vật trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng.
Chúng có thể có thể gây cho ta những bất lợi
nhưng chúng cũng có thể đem lại nguồn lợi vô
cùng to lớn .


I. ĐẶT VẤN ĐỀ

• Vai trị của sinh vật kiểu mẫu (SVKM) được sử dụng trong nghiên cứu sinh học là dùng để
làm nền tảng cho các nghiên cứu của những lồi khác và con người.

• Có rất nhiều SVKM đã được phát hiện và chúng có nhiều ứng dụng trong nghiên cứu sinh
học.


II. NỘI DUNG
1. Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu

• SVKM là các loài vật con người dùng trong các ngành nghiên cứu liên quan đến sinh học, với mục đích chính là
các phát hiện dựa trên các mơ hình này có thể dùng làm nền tảng cho các loài khác và con người.


II. NỘI DUNG
1. Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu

Tóm lại, SVKM là
- Loài, hoặc sinh vật đặc biệt.
- Được nghiên cứu rộng rãi ở các phịng thí nghiệm
- Cung cấp sự hiểu biết sâu sắc về các hoạt động sống của các sinh vật khác
 Các sinh vật được sử dụng để nghiên cứu sinh học giữa các loài.


II. NỘI DUNG
1. Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu
Các đặc tính của SVKM:
- Vịng đời ngắn, dễ ni cấy, chăm sóc
- Kỹ thuật thao tác đơn giản (tạo các thế hệ con lai, dòng tế
bào gốc, phương pháp chuyển nạp…)
- Bộ gen đơn giản, ít trình tự DNA rác (khơng chức năng)
- Có nhiều mối liên hệ với các lồi sinh vật khác.


II. NỘI DUNG
1. Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu

Có thể phân biệt ba loại SVKM chính:

• Sinh vật mơ hình di truyền
• Sinh vật mơ hình thí nghiệm
• Sinh vật mơ hình gen


II. NỘI DUNG
1. Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu
Có thể phân biệt ba loại sinh vật mơ hình chính:

•

Sinh vật mơ hình di truyền

•

Sinh vật mơ hình thí nghiệm

•

Sinh vật mơ hình gen


II. NỘI DUNG
1. Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu

Có thể phân biệt ba loại sinh vật mơ hình chính:

• Sinh vật mơ hình di truyền
• Sinh vật mơ hình thí nghiệm
• Sinh vật mơ hình gen


II. NỘI DUNG
SV kiểu mẫu phổ biến

Chuột

Ruồi giấm

Ếch Nam phi (Xanopus)

(Drosophila)

Cá vằn (Zebrafish)

Giun (C.elegans)


II. NỘI DUNG
SV kiểu mẫu phổ biến

Nấm men

Vi khuẩn E.coli

Thực vật (Arabidopsis)


2.1 Ruồi giấm Drosophilidae

-

Phổ biến: Drosophila melanogaster
Ruồi giấm được sử dụng để thí nghiệm và minh họa cho đột biến sinh
học ở dạng đột biến nhiễm sắc thể.

-

Ưu điểm: Dễ dàng để chăm sóc, sinh sản một cách nhanh chóng và đẻ

trứng nhiều


2.1 Ruồi giấm Drosophilidae

•

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ năng cảm nhận mùi của ruồi giấm để phân biệt (tìm ra) các loại
tế bào ung thư so với tế bào bình thường và có khả năng phân loại các tế bào ung thư khác nhau.

Nhóm các nhà khoa học tại đại học Konstanz được lãnh đạo bởi tiến sĩ
Giovanni Galizia đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí Scientific
Report, theo đó là cách tận dụng khứu giác của loài ruồi giấm Drosophilae
biến đổi gen để phân biệt các loại tế bào.


2.1 Ruồi giấm Drosophilidae

2.1.2 Xây dựng mơ hình ruồi giấm (drosophila melanogaster) để nghiên cứu dược liệu có hoạt tính kháng
oxy hóa

-

Đối tượng: Drosophila melanogaster
Ưu điểm:

-

Bộ gene đã được giải mã hồn tồn
Có 75% các gen gây bệnh trên người được tìm thấy có trong ruồi giấm

Vịng đời ngắn
Dễ ni giữ


2.1 Ruồi giấm Drosophilidae
2.1.2 Xây dựng mơ hình ruồi giấm (drosophila melanogaster) để nghiên cứu dược liệu có hoạt tính kháng oxy hóa
Ruồi giấm đực CS (Canton S) được ni trong điều kiện có bổ sung D-Galactose lão hóa nhanh và có tuổi thọ trung bình, tuổi thọ tối đa
ngắn hơn so với ruồi giấm được nuôi trong thức ăn tiêu chuẩn.
Các gene có vai trị tổng hợp các enzyme kháng oxy hóa có trong ruồi giấm như Sod1, Cat và Rpn11 tăng biểu hiện khi được nuôi giữ
trong thức ăn có D-Galactose.
Ruồi giấm được ni giữ trong điều kiện có H 2O2 chết nhanh hơn so với đối chứng không sử dụng H2O2. Ruồi giấm được nuôi trong
thức ăn có bổ sung acid gallic có khả năng kháng oxy hóa tốt hơn so với đối chứng. Từ đó cho thấy, D-Galactose và H 2O2 có thể được sử
dụng như là tác chất trong nghiên cứu dược liệu có hoạt tính kháng oxy hóa in vivo.


2.1 Ruồi giấm Drosophilidae
2.1.2.1 Phương pháp realtine PCR
Phương pháp realtime PCR (Polymerase Chain Reaction) được thực hiện theo miêu tả của Kohyama-Koganeya et
al. (2008). ARN tổng số được tách chiết từ ruồi thí nghiệm tại các nghiệm thức sử dụng bộ kit Qiagen RNeasy
(Đức). cDNA được tổng hợp bằng cách sử dụng bộ kit SimpliAmpTM Thermal Cycler (Life Technologies,
Singapore). FastStart Essential DNA Green Master Mix (Roche, Đức) được dùng để thực hiện phản ứng realtime
PCR thông qua máy LightCycler 96 (Roche, Đức).


2.1 Ruồi giấm Drosophilidae
2.1.2.1 Phương pháp realtine PCR
Các gene có liên quan đến q trình kháng oxy hóa như Sod1 (Superoxide dismutase 1), Cat (Catalase) và Rpn11
(26S proteasome regulatory subunit rpn11) là các gene mục tiêu cho nghiên cứu này. Rp49 (Ribosomal protein 49)
được sử dụng là gene đối chứng trong nghiên cứu này vì tính biểu hiện ổn định của nó ở tất cả các mơ trong mọi
giai đoạn phát triển của ruồi giấm. Phương pháp delta delta Ct (2

-ΔΔCt
) được sử dụng để so sánh tương đối mức độ

biểu hiện các gene ở các nghiệm thức theo miêu tả của Livak and Schmittgen (2001).


2.1 Ruồi giấm Drosophilidae
2.1.2.1 Phương pháp realtine PCR
Sod1:5’TAATTCATTCGAAATGGTGGT3’ và 5’GAGACCTTCACGGGCATA3’
Cat: 5’TGCAATGGGTGGAATTCAG3’ và 5’ACCATTTCGAAGCAGGAATC3’
Rpn11: 5’TTCCATCAACGAGGACACC3’ và 5’TCCTCGTCCTCCAGTGAC-3’
Rp49: 5’AATCTCCTTGCGCTTCTTGG3’ và 5’TTACGGATCGAACAAGCGC3’


2.1 Ruồi giấm Drosophilidae
2.1.2.2 Phân tích kết quả

Hình . Biểu hiện của gene Sod1, Cat và Rpn11
ở ruồi giấm được ni 10 ngày trong điều kiện có D-Galactose


2.2 Vi khuẩn Escherichia coli

2.2.1 Lịch sử nghiên cứu

• 1885, Theodor Escherich, đã tìm thấy một loại vi khuẩn mới  Ơng đặt tên cho nó là Bacterium coli .

•

1911 ơng qua đời và là người đã phát hiện ra vi khuẩn tạo nên khả năng sinh học hiện đại.


2.2 Vi khuẩn Escherichia coli
2.2.1 Lịch sử nghiên cứu

• 1919, Các nhà khoa học đổi tên nó thành  Escherichia để vinh danh Giáo sư Escherich.
• Các nhà sinh học hiện đại cho biết: “Những phát hiện quan trọng và giải Nobel sinh học
đã được phát triển ở E. coli .

• 1997, lần đầu tiên giải trình tự bộ gen E. coli (chủng K-12)

(Julien Delmas và ctv, 2015)



2.2 Vi khuẩn Escherichia coli

2.2.2 Đặc điểm sinh học:

• Trực khuẩn Gram âm có hình que, kích thước trung bình khoảng 2-3μm
x 0.2-0.5 μm (có thể thay đổi).

• Kích thước bộ gen chỉ 4.6 triệu bp, với 4288 gen mã hóa protein, bộ gen
đơn giản của E.coli cho phép dễ dàng chèn hoặc loại bỏ các gen để thay
đổi sinh lý của nó theo cách có thể tạo ra các protein lạ một cách an toàn.

(Vargas-Maya Naurú Idalia và ctv, 2017)

2.2 Vi khuẩn Escherichia coli
2.2.2 Đặc điểm sinh học:

•E.coli lên men nhiều loại đường sinh acid và sinh hơi như: Glucose, lactose, ramnose;

indol dương tính, đỏ methyl dương tính, VP âm tính, citrat âm tính, urease âm tính, H 2S âm
tính.

•Phát triển nhiệt độ 5-40°C (thích hợp 37°C), pH 7,0-7,2. Hiếu khí và kỵ khí. Thời

gian thế hệ 20-30 phút.

(Vargas-Maya Naurú Idalia và ctv, 2017)


2.2 Vi khuẩn Escherichia coli
2.2.2 Đặc điểm sinh học:

•Mơi trường thạch sau 8-10h có khuẩn lạc riêng rẽ, Những ngày sau, khuẩn lạc chuyển thành màu
xám xanh, giữa đục xám. Khuẩn lạc dạng R (xù xì) và M (nhầy).