Động vật chuyển gen và ứng dụng - Nguyễn Thị Thùy Linh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO TIỂU LUẬN
MÔN: SINH HỌC PHÂN TỬ VÀ DI TRUYỀN
ĐỀ TÀI:

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Linh – 61101845
GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương

~1~
Tháng 12/2013


MỤC LỤC
I. KHÁI QUÁT CHUNG ............................................................................................... 4
1. Khái niệm ............................................................................................................. 4
2. Lịch sử phát triển .................................................................................................. 4
3. Mục đích chuyển gen............................................................................................ 5
4. Đối tượng chuyển gen .......................................................................................... 5
II. CÔNG NGHỆ TẠO ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN ................................................. 5
1. Bước 1: Tách chiết, phân lập gen mong muốn ..................................................... 5
2. Bước 2: Thiết kế và biểu hiện gen vào vật mang ................................................. 6
3. Bước 3: Tạo cơ sở vật liệu biến nạp gen .............................................................. 6
4. Bước 4: Chuyển gen vào động vật ....................................................................... 7
5. Bước 5: Nuôi cấy phôi trong ống nghiệm .......................................................... 10
6. Bước 6: Kiểm tra động vật được sinh ra từ phôi chuyển gen ............................ 11
7. Bước 7: Tạo nguồn động vật chuyển gen một cách liên tục .............................. 12
III. ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN ................................................ 13
1. Chuyển gen làm tăng sức sinh trưởng ................................................................ 13
2. Cải tiến chất lượng sản phẩm ............................................................................. 15

3. Chuyển gen tạo động vật phát sáng .................................................................... 15
4. Gia cầm chuyển gen ........................................................................................... 16
5. Sản xuất protein tái tổ hợp ở tuyến sữa động vật ............................................... 17

~2~


IV. Ý NGHĨA, THUẬN LỢI, KHÓ KHĂN VÀ VẤN ĐỀ NHẬN THỨC XUNG
QUANH ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN ...................................................................... 20
1.Ý nghĩa ................................................................................................................ 20
2. Thuận lợi............................................................................................................. 20
3. Khó khan ............................................................................................................ 20
4. Vấn đề nhận thức xung quanh động vật chuyển gen .......................................... 21
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 22

~3~


I. KHÁI QUÁT CHUNG
1. Khái niệm
Kỹ thuật chuyển gen là kỹ thuật đưa 1 hay nhiều gen lạ đã được thiết kế ở dạng DNA
tái tổ hợp vào tế bào chủ của động vật làm cho gen lạ có thể tồn tại ở dạng plasmid tái tổ
hợp hoặc gắn vào bộ gen tế bào chủ. Trong tế bào chủ, các gen này hoạt động tổng hợp
nên các protein đặc trưng dẫn tới việc xuất hiện các đặc tính mới của cơ thể chuyển gen.
Động vật chuyển gen là những con vật mang những gen lạ (khác loài hoặc những gen
tái tổ hợp) mà những gen này được đưa vào hệ gen của nó có chủ ý dưới sự can thiệp của
con người. Gen chuyển phải được di truyền theo mô hình của Menden và cho phép tạo ra
một đàn gia súc theo các phương pháp lai tạo truyền thống. Sử dụng động vật biến đổi
gen có hàng loạt những ưu điểm, đó là: chúng có khả năng sinh sản được để tạo ra thế
hệ động vật chuyển gen tiếp theo; khả năng sản xuất linh động, sản lượng của chúng phụ

thuộc vào số lượng con vật sản xuất; chúng có khả năng tự duy trì nguồn nguyên liệu và
năng lượng cho bản thân chúng; và, trong hầu hết các sản phẩm thuốc được chế tạo từ
vật nuôi, sản phẩm được tạo ra tiện lợi nhất đó là ở dạng sữa.
Đối với các thể nhân chuẩn, việc chuyển gen được xem là thành công khi gen chuyển
vào được tổ hợp vào genome của tế bào chủ, đặc tính của gen chuyển nạp được duy trì
ổn định qua các thế hệ con cháu.

2. Lịch sử phát triển
-

1977 Gurdon chuyển mRNA và DNA vào phôi Xenopus (ếch) và quan sát thấy biểu

hiện chức năng của chúng.
-

1980 Brinster và cộng sự nhận được kết quả tương tự ở chuột.

-

1981 Wagner và cộng sự đã cấy thành công gen beta-globulin của thỏ vào phôi chuột

-

Từ năm 1985 nhiều tác giả thành công trong tạo thỏ, cừu, lợn, bị… chuyển gen và

các vật ni tăng trưởng nhanh được.
-

Ngày nay, động vật chuyển gen đã được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác

nhau như y học, dược phẩm, nông nghiệp,…

~4~


3. Mục đích chuyển gen
-

Tăng trưởng: làm tăng tốc độ sinh trưởng và chất lượng thành phần cơ thể động vật

-

Kháng bệnh: xác định và chuyển gen có thể tác động đến tính kháng bệnh ở vật ni

-

Cải tiến chất lượng, thành phần sản phẩm như sữa, thịt, lông,…

-

Gen-farming: dùng động vật như hệ thống cải biến sinh học để sản xuất protein đặc

biệt.
4. Đối tượng chuyển gen
Hầu hết các phương pháp chuyển gen đều được phát triển trên mô hình chuột và sau
đó được ứng dụng trên gia súc, gia cầm.
Ngoài ra, việc chuyển gen thường được thao tác trên:
+ Tế bào trứng đã thụ tinh
+ Tế bào tinh trùng
+ Mô phôi ở giai đoạn sớm

+ Tế bào gốc phơi

II. CƠNG NGHỆ TẠO ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN
1. Bước 1: Tách chiết, phân lập gen mong
muốn
-

Gen ngoại lai trước khi được chuyển vào

genome của tế bào vật chủ để tạo ra động vật
chuyển gen phải được phân lập và tinh chế;
-

Cắt DNA mẫu và plasmid được cắt bởi

cũng một enzyme hạn chế;
-

Chèn gen mong muốn vào plasmid. Tạo

plasmid tái tổ hợp;
-

Biến nạp plasmid tái tổ hợp vào tế bào vật

chủ.

Quy trình tách chiết, phân lập gen
~5~

2. Bước 2: Thiết kế và biểu hiện gen vào vật mang
-

Vật mang là những yếu tố cần thiết cho việc đưa các gen muốn chuyển từ thể cho
sang thể nhận. Tuỳ theo cấu trúc gen cần chuyển mà yêu cầu các loại vật mang khác
nhau. Vật mang chủ yếu là các vector sinh học, đó là một đoạn phân tử acid nucleic
thường có dạng vịng, mang nhiều đặc tính trong đó có khả năng xâm nhập vào tế
bào vật chủ và mượn bộ máy của tế bào vật chủ để tạo ra nhiều bản sao giống hệt ban
đầu.

- Các đặc tính cần thiết của một vector:
 Có khả năng sao chép tích cực và độc lập trong tế bào vật chủ;
 Vector phải có kích thước càng nhỏ càng tốt để thu nhận ADN ngoại lai có
kích thước tối đa;
 Vector phải cho phép phát hiện dễ dàng so với tế bào không mang vector này
(thường là kháng kháng sinh hoặc sản sinh enzyme -gallactosidase);
 Vector phải có khả năng tồn tại trong tế bào chủ trong nhiều thế hệ;
 Vector phải có vị trí nhận biết duy nhất (tồn tại vị trí cho mỗi enzyme giới hạn,
càng nhiều loại enzyme càng tốt).
-

Các loại vector dùng trong kỹ thuật chuyển gen là: Plasmid( nhóm plasmid tự nhiên,
plasmid nhân tạo..), phage, cosmide, virus của eukaryote (SV40, adenovirus,
retrovirus, herpes virus..), nhiễm sắc thể nhân tạo của nấm men và động vật có vú.
Sau khi đã tạo được tổ hợp gen biểu hiện, chèn tổ hợp này vào vector thích hợp.

3. Bước 3: Tạo cơ sở vật liệu biến nạp gen
Ở động vật có vú thì giai đoạn biến nạp gen thích hợp nhất là trứng ở giai đoạn tiền
nhân (pronucleus), giai đoạn mà nhân của tinh trùng và trứng chưa dung hợp (fusion) với

nhau. Ở giai đoạn này tổ hợp gen lạ có cơ hội xâm nhập vào genome của động vật nhờ
sự tái tổ hợp DNA của tinh trùng và của trứng. Do tế bào phôi chưa phân chia và phân

~6~


hoá nên tổ hợp gen lạ được biến nạp vào giai đoạn này sẽ có mặt ở tất cả các tế bào kể cả
tế bào sinh sản của động vật trưởng thành sau này.
Ðối với động vật có vú, trứng chín được thu nhận bằng phương pháp sử dụng kích dục
tố theo chương trình đã được xây dựng cho mỗi lồi hoặc bằng phương pháp ni cấy
trứng trong ống nghiệm. Sau đó thụ tinh nhân tạo để tạo ra trứng tiền nhân.
4. Bước 4: Chuyển gen vào động vật
 Phương pháp chuyển gen trực tiếp
- Chuyển gen nhờ calcium phosphate
- Chuyển gen nhờ xung điện
- Chuyển gen nhờ vi tiêm
- Chuyển gen nhờ liposome,…
 Phương pháp chuyển gen gián tiếp: nhờ virus
- Vector retrovirus (RNA)
- Vector adenovirus (DNA sợi kép)
- Vector adeno-associated virus (DNA sợi đơn)
- Vector herpes simplex virus (DNA sợi kép)
- Vector baculovirus (DNA vòng kép),…
A – Chuyển gen nhờ xung điện
 Nguyên tắc
-

Khi trong điện trường có một mật độ tế bào cao và tạo ra một xung điện (điện cao thế
trong một thời gian rất ngắn) lúc đó trên tế bào xuất hiện các lỗ nhỏ.

-

Qua các lỗ này, DNA có thể đi sâu vào trong tế bào và ở một số tế bào chúng có thể
tương tác với genome của tế bào -> tế bào chuyển gen.

-

Máy tạo xung điện có cơng suất ổn định, điện thế từ 500-1500V/cm.

-

Sau mỗi lần thực nghiệm thì có 20-50% tế bào còn sống.

~7~


 Chú ý
-

Các DNA duỗi thẳng cho hiệu wủa gen cao hơn, do khả năng dung hợp với genome
của tế bào đích.

-

Tránh để tế bào dính vào nhau, nên thực hiện trong dung dịch huyền phù đơn.

-

Cần dùng nhiều DNA và tế bào đơn.

-

Các tế bào khác nhau thì các thông số sử dụng khác nhau.

Sơ đồ hệ thống xung điện

Cơ chế chuyển gen nhờ xung điện
~8~


B – Chuyển gen nhờ vector retrovirus
 Đặc điểm cấu tạo và di truyền của retrovirus
-

Là loại virus RNA, có khả năng xâm nhiễm vào tế bào vật chủ và gắn bộ gen virus
vào genome tế bào chủ.

-

Cấu trúc gồm:

+ Vỏ: gồm vỏ ngoài cùng glycoprotein, vỏ trong là lipid kép, vỏ trong cùng là capsid;
+ Lõi: RNA gồm 2 sợi đồng dạng và các enzyme;
+

Enzyme phiên mã ngược (Reverse Transcriptase), enzyme cài xen (Intergrase) giúp

cho quá trình cài xen bộ gen của virus với genome tế bào vật chủ ở những điểm tương
đồng.

Cấu trúc của retrovirus
 Cơ chế hoạt động của vector
-

RNA của virus được loại bỏ các gen GAG, POL, ENV và thay vào đó là gen cần
chuyển.

-

Vector retrovirus được đưa vào tế bào vật chủ bằng nhiều phương pháp khác nhau.

-

Khi vào trong tế bào chất thì phần vỏ của vector bị phân hủy, giải phóng RNA.

-

Enzyme phiên mã ngược xúc tác RNA -> cDNA -> vào trong nhân tế bào -> enzyme
cài xen giúp gắn cDNA vào genome tế bào vật chủ -> các sản phẩm protein của gen
mục tiêu trong tế bào đích.

~9~


Cơ chế hoạt động của vector retrovirus
5. Bước 5: Nuôi cấy phôi trong ống nghiệm
Tế bào trứng tiền nhân sau khi vi tiêm được nuôi cấy trong ống nghiệm để phát triển
đến giai đoạn phôi dâu (morula) hoặc túi phôi (blastocyst). Ở giai đoạn này màng trong
(pellucida) bị bong ra và phơi có thể làm tổ được ở dạ con. Những phôi này được cấy
chuyển vào con nhận đã được gây chửa giả (pseudopregnant) để phát triển thành cá thể

con.
Ðối với động vật bậc thấp như cá không cần giai đoạn này. Tuy nhiên ở cá, trứng sau
khi thụ tinh màng thứ cấp (chorion) dày lên, rất dai và dính gây trở ngại cho việc định vị
chính xác mũi kim tiêm vào vị trí mong muốn để có thể đưa được DNA vào trứng. Mặt
khác giai đoạn phôi một tế bào ở cá rất ngắn trong khi đó việc vi tiêm địi hỏi nhiều thao
tác tỉ mỉ và chính xác. Ðể khắc phục các nhược điểm này, người ta có thể tiến hành loại
màng thứ cấp. kéo dài giai đoạn phôi 1-4 tế bào và ấp nhân tạo phôi trần để tạo cá bột.

~ 10 ~


6. Bước 6: Kiểm tra động vật được sinh ra từ phơi chuyển gen
Ðể khẳng định động vật có được chuyển gen lạ vào hay không, người ta phải kiểm tra
xem gen lạ có xâm nhập được vào bộ máy di truyền của động vật trưởng thành hay
không và sản phẩm của gen lạ có được tổng hợp ra hay không.
Ðối với vấn đề thứ nhất người ta sử dụng phương pháp lai phân tử trên pha rắn
(Southern blot, Northern blot...) hoặc PCR.
Ðối với vấn đề thứ hai, sản phẩm của gen lạ được đánh giá ở hai mức độ: phiên mã và
dịch mã. Sản phẩm phiên mã được đánh giá bằng phương pháp RT-PCR, sản phẩm dịch
mã được đánh giá bằng phương pháp Western blot, ELISA hoặc kỹ thuật miễn dịch
phóng xạ (RIA) để phát hiện protein lạ trong động vật.
Theo dõi các thế hệ sau của động vật chuyển gen (F1, F2, F3, ...) để xác định gen lạ có
di truyền hay khơng.
 Phương pháp ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay)
 Nguyên tắc: Phương pháp ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay- xét
nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme) có rất nhiều dạng mà đặc điểm chung là
đều dựa trên sự kết hợp đặc hiệu giữa kháng nguyên và kháng thể, trong đó kháng thể
được gắn với một enzyme. Khi cho thêm cơ chất thích hợp (thường là nitrophenol
phosphate) vào phản ứng, enzyme sẽ thủy phân cơ chất thành một chất có màu. Sự xuất
hiện màu chứng tỏ đã xảy ra phản ứng đặc hiệu giữa kháng thể với kháng nguyên và

thông qua cường độ màu mà biết được nồng độ kháng nguyên hay kháng thể cần phát
hiện.
Kĩ thuật này khá nhạy và đơn giản, cho phép ta xác định kháng nguyên hoặc kháng
thể ở một nồng độ rất thấp (khoảng 0,1 ng/ml), kỹ thuật này rẻ tiền, an tồn mà vẫn đảm
bảo độ chính xác. ELISA được dùng để xác định nhiều tác nhân gây bệnh như virus, vi
khuẩn, nấm, kí sinh. Kĩ thuật ELISA gồm ba thành phần tham gia phản ứng là: kháng
nguyên, kháng thể và chất tạo màu; thực hiện qua hai bước:

~ 11 ~


- Phản ứng miễn dịch học: Là sự kết hợp giữa kháng ngun và kháng thể
-

Phản ứng hóa học: Thơng qua hoạt tính xúc tác của enzyme làm giải phóng oxy

nguyên tử [O] từ H2O2 để oxy hóa cơ chất chỉ thị màu, do đó làm thay đổi màu của hỗn
hợp trong dung dịch thí nghiệm.
 Có 2 loại ELISA là: ELISA trực tiếp và ELISA gián tiếp

Khái quát hoạt động của
phương pháp ELISA

7. Bước 7: Tạo nguồn động vật chuyển gen một cách liên tục
Sau khi kiểm tra thấy gen ngoại lai đã được di truyền ổn định, tiến hành lai tạo và
chọn lọc để tạo dòng động vật chuyển gen.

Tổng quan các bước chuyển gen
vào cơ thể chuột

~ 12 ~


III.

ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN

Với những ưu điểm nổi bật, công nghệ tạo động vật chuyển gen đã, đang và sẽ tạo ra
các tiềm năng phát triển vô cùng to lớn trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội. Trước
các ứng dụng đa năng của sinh vật chuyển gen chung và động vật chuyển gen nói riêng,
nhiều quốc gia trên thế giới đã chú trọng đầu tư nghiên cứu và phát triển sinh vật chuyển
gen.
Chuyển gen là một công cụ lý tưởng cho việc nghiên cứu các ngành sinh học. Trong
sinh học phân tử, động vật chuyển gen được sử dụng để phân tích sự điều hồ biểu hiện
của gen để đánh giá một biến đổi di truyền đặc biệt ở mức độ toàn bộ cơ thể động vật.
Ðộng vật chuyển gen còn được sử dụng để nghiên cứu trong di truyền học phát triển ở
động vật có vú.
Cơng nghệ chuyển gen động vật ra đời đã cho phép khắc phục những trở ngại của
phương pháp cải tạo giống cổ truyền để tạo ra các động vật biểu hiện các tính trạng
mong muốn trong một thời gian ngắn hơn và chính xác hơn. Mặt khác, nó cho các nhà
chăn nuôi một phương pháp dễ dàng để tăng sản lượng, tăng năng suất. Các nhà khoa
học đã tạo ra các vật ni chuyển gen có tốc độ lớn nhanh, hiệu suất sử dụng thức ăn
cao, cho năng suất cao (nhiều thịt, nhiều sữa, nhiều trứng...) và chất lượng sản phẩm tốt
(nhiều nạc, ít mỡ, sữa chứa ít lactose hoặc cholesterol...). Mặt khác, công nghệ chuyển
gen đã cố gắng tạo ra các động vật có khả năng kháng bệnh như lợn có khả năng kháng
bệnh cúm...Tuy nhiên, hiện nay số lượng gen kháng bệnh ở vật nuôi đã được biết là hạn
chế.
1. Chuyển gen làm tăng sức sinh trưởng
Là hướng nghiên cứu làm tăng hiệu quả sản xuất thịt bằng cách chuyển gen tạo
hoocmon sinh trưởng của người, cừu, bò, lợn cho thỏ, lợn, cừu, bò bẳng phương pháp vi

tiêm vào nhân con của trứng đã thụ tinh.

~ 13 ~


Sẽ thu được vật ni chuyển gen có biểu hiện của gen chuyển nạp. Ví dụ: cừu chuyển
gen hoocmon sinh trưởng ngoại lai tăng kích thước và lượng sữa 18%, lợn chuyển gen
có hàm lượng hoocmon tăng trưởng trong máu sao gấp 50 lần và khối lượng tăng 28%
so với đối chứng. Tỉ lệ thành công khi chuyển gen: chuột 25%, lợn 10.4%, cừu 1,3%, bị
0.6%.
Tuy nhiên, cũng có báo cáo về sự phát sinh một số bệnh: viêm phổi, tiểu đường, loét
dạ dày,… mất khả năng sinh sản ở các gia súc chuyển gen hoocmon sinh trưởng thường.

Chuột được chuyển gen tăng trưởng

Cá hồi được chuyển gen tăng trưởng

Cừu, lợn được chuyển gen tăng trưởng
~ 14 ~


2. Cải tiến chất lượng sản phẩm
Năm 1998, Ward và cộng sự (CSIRO) đã chuyển 2 gen mã hóa cho 2 enzyme của vi
khuẩn vào cừu để biến đổi Serine thành Cystein nhằm tăng tốc độ mọc long và tăng tổng
hợp collagen.
Viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Pháp (INRA) đã tạo ra giống bò tiết sữa chua
(yogurt) do chuyển gen sản sinh các sản phẩm lên men sữa chua vào bộ máy di truyền
của bò sữa. con bò này có tên là BuBu do Danny Lactaire tạo thành cơng.
Làm giảm lượng lactose trong sữa bò và cừu bằng chuyển gen lactose kết hợp với
promotor chuyên biệt để chuyển thành galactose và glucose làm tăng khả năng hấp thu

sữa đối với 70% dân số. Tăng hàm lượng casein trong sữa làm tăng chất lượng sữa.
Thay đổi thành phần các acid béo bằng chuyển gen FAD2 (fatty acid desatunase 2) từ
cây spinach vào lợn để tạo acid Linoleic là thành phần dinh dưỡng thiết yếu (động vật có
vú khơng có enzyme này).
3. Chuyển gen tạo các động vật phát sáng
 Thỏ
Việc tạo ra thỏ chuyển gen thành công đã được
công bố vào năm 1985. Vào năm 2001, đã tạo một
con thỏ chuyển gen có khả năng phát ra ánh sáng
màu lục ở trong tối.
 Mèo
Năm 2007, các nhà khoa học phía Nam Hàn
Quốc đã thay đổi ADN của một con mèo để làm
cho nó phát sáng trong bóng tối. Sau đó, họ
mang ADN này đi nhân bản để tạo ra một tập
hợp các giống mèo lông phát sáng.

~ 15 ~


Tuy nhiên, ngoài việc chuyển gen tạo ra cá cảnh phát sáng có ý nghĩa về mặt kinh tế,
thì những động vật còn lại, việc chuyển gen phát sáng chỉ nhằm mục đích tạo nguồn
động vật trung gian để nghiên cứu, phát triển đến các mục đích khác như chữa bệnh,
nghiên cứu tế bào gốc…
4. Gia cầm chuyển gen
Việc chuyển gen ở gia cầm chủ yếu được nghiên cứu trên đối tượng là gà. Gia cầm
chuyển gen được nghiên cứu sử dụng để:
- Chế tạo vaccin.
- Sản xuất kháng thể trong trứng. Các kháng thể này được thêm vào trong thức ăn của
lợn để để chống nhiễm khuẩn (như E. coli).

- Sản xuất kháng thể thúc đẩy sự sinh trưởng trong nỗn hồng để cung cấp ngun liệu
cho vật ni nhằm mục đích tăng tốc độ sinh trưởng của chúng.
- Sản xuất protein tái tổ hợp lactoferrin và lysozym. Ðây là các chất bổ sung với thuốc
kháng sinh thúc đẩy sự sinh trưởng hoặc kháng thể trong khẩu phần thức ăn gia cầm.
- Sản xuất kháng thể chống ung thư ở người.
- Tiết ra hormone sinh trưởng người để chữa bệnh lùn.
- Sản xuất trứng có hàm lượng cholesterol thấp hơn phục vụ cho con người.
- Sản xuất isoflavon đậu nành trong trứng để bán cho người tiêu dùng.
- Sản xuất các kháng thể như immoglobulin chim hoặc IgY một cách đặc biệt, thay thế
cho việc sử dụng các động vật thí nghiệm.
- Tạo dịng sản xuất gà thịt (broiler). Khi trứng gà mái thịt thụ tinh mang các tế bào “kiểu
thịt” thì sẽ cho phép tạo dịng gà thịt. Trong chương trình này, các cá thể nhất định từ các
đàn gà phả hệ sẽ được tạo dòng và vật chất di truyền được đưa vào trong trứng thụ tinh.
Các nhà khoa học nuôi cấy tế bào mang gen ngoại lai và sau đó đưa các tế bào này vào
trong phôi của trứng nhận đã thụ tinh và tạo ra được gà thể khảm. Trứng nhận đã thụ tinh
có thể thu thập từ các đàn gà như Leughorn chẳng hạn. Gà Leughorn có thể sinh sản một
số lượng lớn trứng với giá thành không đắt. Khi các trứng chuyển gen này được ấp nở sẽ
thu được gà thịt.

~ 16 ~


- Nghiên cứu sự phát triển phôi: Vào
năm 2003, các nhà khoa học gia cầm
trường Ðại học North Carolina đã
phát triển một công cụ mới hữu dụng
để hiểu được phôi gà phát triển như
thế nào. Các nhà nghiên cứu đã thành
công khi chuyển gen vào gà và tạo ra
được một dịng gà mang gen marker

đặc hiệu. Hiện nay các phơi gà
chuyển gen này được sử dụng như là
một mơ hình để hiểu được sự phát
triển của phơi bình thường và phơi
khơng bình thường. Các dịng gà chuyển gen mới này được sử dụng trong các nghiên
cứu với mục đích tìm hiểu các khuyết điểm sinh sản như tình trạng biến dạng của chi, tật
nứt đốt sống . Các nhà nghiên cứu cho rằng việc hiểu các cơ chế phía sau các tế bào hoạt
động có tốt khơng trong q trình phát triển của phơi cuối cùng có thể cung cấp manh
mối để làm ngừng sự phát triển của bệnh tật và có thể dẫn đến nhiều hữu ích khác kể cả
việc cải tiến sức khoẻ của con người và động vật.
5. Sản xuất protein tái tổ hợp ở tuyến sữa động vật
 Nguyên tắc
Tuyến sữa là cơ quan sản xuất sinh học có chức năng sản xuất protein và bài tiết sữa.
để một protein nào đó được sản xuất trong q trình tạo sữa thì gen cấu trúc của nó
phải dược gắn promoter điều khiển và mã hóa protein của tuyết sữa.
 Lợi ích
- Số lượng protein được sản xuất trong tuyến sữa lớn, sản lượng sữa lớn (lợn: 300 l,
cừu 500 l, dê 900 l, bò 10 000 l/năm) nên có thể tạo lượng lớn protein tái tổ hợp (35g

~ 17 ~


protein/l nếi protein đạt 1g/l và hiệu suất thu hồi 50%, có thể có 50kg protein tái tổ
hợp/bị/năm).
- Sự biểu hiện gen ở tuyến sữa rất chính xác về thời gian.
- Sản phẩm thu hồi và tinh sạch dễ dàng.
- Tơ nhện là một trong những vật liệu có giá trị nhất trong tự nhiên và nó có thể được
sử dụng để tạo ra các sản phẩm dây chằng, dây dù… Năm 2000, trường Công nghệ
Sinh học Nexia đã công bố một phát minh: dê có thể sản xuất protein tơ nhện trong sữa
của nó.

Các protein dược liệu giá trị cao được sản xuất trong sữa động vật chuyển gen
Protein

Động vật

Sử dụng

Antithrombin III

Dê

Giảm lượng máu cần thiết trong một số phẫu
thuật

Factor VIII, Factor IX

Dê, lợn, cừu

Nhân tố đông máu

CFTR

Cừu

Chống xơ nang (cystic fibrsis)

Lactoferin

Bò

Kháng sinh tự nhiên dùng trong phẫu thuật
thể vành

-1-antitrypsin

Cừu

Chống xơ nang và khí thủng

Lysostaphin

Bị

Chất kháng khuẩn ngăn chặn sự viêm vú

Spider silk protein

Dê

Sản xuất vật liệu siêu nhẹ và siêu bền vững
trong y học công nghiệp

~ 18 ~


Dê mang gen Antithrombin
Cừu mang gen -antitrypsine

Bò Herman mang gen Lactoferin

~ 19 ~

Dê tạo ra tơ nhện


IV.

Ý NGHĨA, THUẬN LỢI, KHÓ KHĂN VÀ VẤN ĐỀ NHẬN THỨC
XUNG QUANH ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN

1. Ý nghĩa
A - Trong nghiên cứu
- Tạo niềm tin vứng chắc trong khoa học
và sự sống.
- Ứng dụng công nghệ gen trong chọn tạo
giống.
- Thay cho phương pháp cổ điển trong
chọn giống vật nuôi.
B - Trong sản xuất
- Tạo ra vật ni có thể sinh trưởng nhanh,
cho chất lượng sản phẩm tốt và số lượng dồi dào.
- Đáp ứng được những nhu cầu ngày càng tăng của con người, cả về số lượng và chất
lượng.
- Đem lại nguồn thu nhập khổng lồ cho người nông dân từ chăn nuôi (sản lượng thịt,
trứng, sữa... tăng, hàm lượng các chất cần thiết tăng, thêm nhiều chất quý.
2. Thuận lợi
- Thế kỷ 21 là thế kỷ của công nghệ sinh học
- Kiến thức về kỹ thuật di truyền và công nghệ gen ngày càng phong phú, đầy đủ, sự
giao lưu khoa học quốc tế giúp các nhà nghiên cứu tiết kiệm thời gian, công sức và tiền

bạc, đồng thời thu được hiệu quả thành công cao hơn.
3. Khó khăn
Mỗi cơ thể sinh vật đều có tính ổn định, do đó việc chuyển những gen mong muốn là
khơng hề đơn giản, các nhà khoa học vẫn chưa bằng lịng với những gì có được vì chủ
yếu chúng vẫn nằm trong điều kiện phịng thí nghiệm, khó ứng dụng được ra sản xuất.

~ 20 ~


4. Vấn đề nhận thức xung quanh động vật chuyển gen
Mặc dù động vật chuyển gen đóng vai trị quan trọng nhưng vẫn có một số lo lắng và
các quan niệm khác nhau về giá trị của chúng.
Trong nghiên cứu, việc chuyển một gen vào động vật có thể là rất phức tạp và khả
năng gây ra các tác dụng phụ là khó có thể tiên đốn. Tác động gây thiệt hại có thể tăng
lên từ những kỹ thuật phẫu thuật sử dụng để thu nhận và cấy lại phôi, các tác động
không đặc hiệu gây nên bởi sự tổn thương của gen nằm sát với khu vực DNA đã biến
đổi. Nó cũng làm giảm khả năng thụ tinh và thai quá cỡ có thể là kết quả của kỹ thuật
này. Trong phần lớn các trường hợp, đột biến tác động lớn đến các q trình chuyển hóa
đặc biệt hoặc các thụ quan tế bào mà không thực sự gây nên bệnh, sự khó chịu, đau đớn
hoặc khuyết tật dị dạng ở động vật.
Các kiểm soát của luật pháp đối với các giá trị của động vật chuyển gen là rất chặt
chẽ. Trước khi được sử dụng làm thực phẩm và lưu hành trên thị trường chúng phải vượt
qua được các thử nghiệm rất ngặt nghèo về mặt an toàn thực phẩm mà đối với các thực
phẩm bình thường thì không cần. Công việc này cần phải được thực hiện bởi nhiều cơ
quan, nhiều tổ chức của quốc gia, quốc tế để đảm bảo về mặt sức khỏe cho người tiêu
dùng.
Khả năng rủi ro của chuyển gen đối với môi trường và hệ sinh thái là tồn tại khi nuôi
trồng động vật chuyển gen. Một số nước đã đề cập đến những rủi ro của nghiên cứu
chuyển gen với động vật và tác động đến môi trường khi động vật chuyển gen bị sẩy ra
ngồi một cách tình cờ hoặc có kế hoạch. Khi đó động vật chuyển gen sẽ có cơ hội lai

với các quần thể hoang dã làm phát tán gen chuyển sang các cơ thể động vật khác vì thế
sẽ dẫn đến sự thay đổi ở quần thể bản địa. Giá trị nội tại của động vật có thể bị giảm và
tình trạng tồn vẹn của chúng bị vi phạm do sự biến đổi di truyền. Mặt khác, sự phát
triển lan tràn của chúng làm mất tính cân bằng của hệ sinh thái, làm giảm tính đa dạng
sinh học của quần thể. Do vậy hiện nay động vật chuyển gen được nuôi ở những khu vực
được giám sát hết sức chặt chẽ để giảm thiểu tối đa khả năng lây lan vào môi trường.

~ 21 ~


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Các bài viết của trang (Tài nguyên giáo dục Mở Việt Nam)

~ 22 ~