công nghệ sinh học động vật

18
Công nghệ sinh học
ĐộngVât
LỜI CẢM ƠN
Với nhu cầu tìm tòi, học hỏi và trao đổi kinh nghiệm, nhóm chúng em đã cùng
nhau thảo luận và hình thành nên một bài tiểu luận về đề tài thuộc Công nghệ sinh học
động vật. Nhóm sẽ không thể hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ cũng như sự hướng
dẫn tận tình của thầy Quan Quốc Đăng – Thạc sĩ và cũng là giáo viên phụ trách bộ môn
Công nghệ sinh học động vật. Đồng thời toàn thể nhóm cũng muốn gửi lời cảm ơn về
phía trường Đại học Công nghiệp TpHCM đã hỗ trợ cho chúng em trong quá trình hoàn
thành bài tiểu luận bằng cách cung cấp những kiến thức cơ bản thông qua sự trao đổi
trực tiếp giúp chúng em định hướng được mình nên làm những gì.
Tuy nhiên đây là lần đầu tiên chúng em được tiếp cận với môn học này cho nên
việc mắc phải sai sót là không sao tránh khỏi. Vì vậy chúng em mong nhận được những
ý kiến đóng góp để dần hoàn thiện hơn những kiến thức của mình đã có.
Xin chân thành cảm ơn!
Đại diện nhóm
Ngọc Hương
18
Công nghệ sinh học
ĐộngVât
NỘI DUNG
2.3.4 Chuyển gen qua con đường tế bào.....................................................................
2.3.4.1 Việc sử dụng tế bào tế bào toàn năng và thế hệ của chimaerae..................
2.3.4.2 Cách sử dụng tế bào đã được biệt hóa và những dòng động vật vô tính.....
2.3.5 Vectơ dùng bổ sung gen.....................................................................................
2.3.5.1 Những đoạn vectơ ngắn nhất.......................................................................
2.3.5.2 Những vectơ mang trình tự gen được lặp đi lặp lại.....................................
2.3.5.3 Vector transposon........................................................................................
2.3.5.4 Vectơ Retroviral..........................................................................................
2.3.5.5 Vectơ bổ sung..............................................................................................

18
Công nghệ sinh học
ĐộngVât
NỘI DUNG
2.3.4 Chuyển gen qua con đường tế bào
Để tránh khó khăn trong quá trình vi tiêm, phương pháp này có thể được dùng để
chuyển gen vào các tế bào và sử dụng chúng để tạo phôi. Phương pháp này được sử
dụng khi thay thế gen bằng gen tương đồng tái kết hợp. Quá trình này rất hiếm và đòi
hỏi sự lựa chọn chính xác các dòng tế bào xảy ra quá trình tái kết hợp tương đồng. Điều
này gián tiếp tạo ra các dòng tế bào vô tính. Các tế bào này phải được giữ lại các đặc
tính để tham gia vào sự phát triển của phôi. Hiện nay có hai hướng nghiên cứu chính.
2.3.4.1 Việc sử dụng các tế bào tế bào toàn năng(pluripoten) và thế hệ của
chimaerae
Các tế bào tế bào toàn năng có thể tạo ra tất cả các bộ phận cơ thể của một sinh
vật (Hình 2,1).Phương pháp thu nhận các tế bào tế bào toàn năng đang được sử dụng là
đưa nó vào phôi sớm khi đang ở giai đoạn cầu morula hoặc phôi nang, sau đó sẽ phát
triển tới chimaeric. Cần nhớ lại rằng một Chimaera được hình thành bởi các tế bào hỗn
hợp từ động vật khác nhau. Mỗi tế bào Chimaera, bao gồm các giao tử, bắt nguồn từ
người cho hoặc người nhận phôi. Đây là những khác biệt cơ bản của cơ thể lai, do bộ
gen từ hai sinh vật đang ở trong cùng một tế bào sau quá trình thụ tinh.
Dòng tế bào tế bào toàn năng đã được thiết lập ở chuột. Các dòng tế bào có
nguồn gốc từ phôi sớm được gọi là tế bào ES (tế bào gốc phôi thai).
Các tế bào tế bào toàn năng thu được từ tuyến sinh dục của bào thai được gọi là các tế
bào EG (tế bào phôi mầm). Các tế bào toàn năng là dòng tế bào đầu tiên được bắt nguồn
từ một teratocarcinoma (một dạng u ác tính ở tinh hoàn) và do đó được gọi là EC (tế bào
phôi ung thư biểu mô). Các tế bào EC có thể tham gia vào sự phát triển của phôi
chimaeric nhưng không tham gia sự hình thành giao tử.
Chỉ có một số lượng nhỏ dòng tế bào ES có thể sử dụng. Tất cả đều là tế bào gốc
thu được từ một hay hai dòng chuột. Pluripotency có thời gian tồn tại rất ngắn. Các tế
bào Tế bào toàn năng có công suất cao để nhân giống in vitro nhưng chúng tự phát sinh

những điểm khác biệt và trở thành các tế bào multipotent (tế bào đa chức năng). Điểm
khác biệt của các tế bào tế bào toàn năng lá ở chỗ có thể tham gia vào sự phát triển của
phôi ở một mức độ nào đó nhưng không thể trở thành giao tử. Do đó các tế bào ES phải
18
Công nghệ sinh học
ĐộngVât
được duy trì ở trạng thái tế bào toàn năng trong suốt toàn bộ quá trình nhằm tạo ra các
động vật chimaeric có khả năng di truyền gen của chúng cho con cháu.
Các pluripotency của các tế bào ES được duy trì bằng cách thêm vào những
nhân tố của môi trường tự nhiên. Đã có rất nhiều nỗ lực nhằm tạo ra dòng tế bào ES từ
dòng chuột khác và từ các loài khác nhưng không thành công. Tốt nhất, nên thu nhận từ
những động vật không phát sinh phôi. Hiện chưa rõ tại sao dòng tế bào ES chỉ có thể
được bắt nguồn từ hai dòng chuột. Bất kỳ nguyên nhân nào, những dòng này xuất hiện
hiếm khi xuất hiện những trường hợp ngoại lệ và thực tế là tế bào toàn năng tế bào
không thể được duy trì trong quá trình này được coi là bình thường.Tuy nhiên những
nghiên cứu gần đây cho thấy những quan điểm này cần phải xem xét lại. Những tế bào
Tế bào toàn năng có khả năng truyền các gen của chúng cho con cháu đã được mô tả
trên gà và medaka. Vẫn còn quá sớm để khẳng định các tế bào này tương đương với
dòng tế bào ES ở chuột.
DNA bên ngoài có thể được bổ sung vào các tế bào ES và quá trình nuôi dưỡng
các gen này có thể được thiết lập bằng cách sử dụng một gen lựa chọn. Các tế bào này
có thể được được sử dụng để tạo ra chuột biến đổi gen chimaeric.
Phương pháp này ít hơn nhiều khó khăn và kém hiệu quả hơn vi tiêm. Đó là lý do
nó chỉ được sử dụng để thay thế bằng các gen tương đồng tái tổ hợp (hình 2,10)
18
Công nghệ sinh học
ĐộngVât
Hình 2.10
2.3.4.2 Cách sử dụng tế bào đã được biệt hóa và những dòng động vật vô tính
Những DNA ngoại sẽ được thêm vào những tế bào khác bằng phương pháp

chuyển vị. Những tế bào chứa gen cần quan tâm có thể được nhân giống vô tính bởi một
gen được chọn. Những tế bào này sau đó có thể là nguồn nhân cho những dòng động vật
vô tính sẽ được chuyển gen. ( Hình 2.11)
Quá trình sinh sản của Dolly được theo dõi sớm bởi phương pháp chuyển
gen vô tính trên cừu tên là Polly ( Schnieke và cộng sự, 1997 ).
18
Công nghệ sinh học
ĐộngVât

Hình 2.11

Ưu điểm
của
phương
pháp nối
gen là nó
dễ dàng
được
nhân
rộng. Có
thể sử
dụng số
lượng cừu
ít hơn từ
2 đến 5
lần so với
phương
pháp vi
tiêm để
tạo ra số

lượng cừu
chuyển
gen tương
ứng. Gen hợp nhất có thể được khảo sát trong tế bào trước khi chuyển nhân vào . Những
tế bào có gen ngoại bị thay đổi hoặc có nhiều bản sao sẽ bị loại bỏ. Giới tính động vật
hoặc kiểu hình của gen cho sẽ được chọn ra. Những động vật không thích hợp sẽ không
được sử dụng cho quá trình chuyển gen. Mặc dù nhân dòng vô tính là kỹ thuật khó,
18
Công nghệ sinh học
ĐộngVât
nhưng nó đem đến tính linh hoạt trong các thí nghiệm. Những tế bào cho nhân có thể
được làm đông và được sử dụng trong chuyển gen vô tính ở động vật.
Đoạn gen thay thế được thu nhận từ cừu (McCreath và cộng sự, 2000) trên
chuột (Rideout và cộng sự, 2000) và trên heo (Lai và cộng sự, 2002; Butler, 2002).
Phương pháp này rất phức tạp và khó kiểm soát. Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng
sự tái tổ hợp của hai gen đồng chức năng có thể được thu nhận từ tế bào cừu nhưng
những động vật được sinh sản vô tính này thường bị chết (Denning và cộng sự, 2001).
Sự thất bại của việc này có thể là do quá trình nuôi dưỡng và vì vậy cần có sự lựa chọn
thích hợp hơn để quá trình tái tổ hợp tương đồng có thể xảy ra . Điều kiện môi trường
nuôi dưỡng làm thay đổi trạng thái sinh lý của tế bào từ đó làm giảm khả năng sống của
các dòng tế bào động vật mà vẫn chưa hiểu được nguyên nhân. Một sự hiểu biết tốt hơn
về hiện tượng này là cần thiết trước khi có thể chuyển gen vào các động vật lớn với tỷ lệ
thành công cao.
Điều này cũng đúng với chuột. Mặc dù sự thay thế gen bởi chimaeric vẫn
còn khó khăn nhưng nó vẫn còn đơn giản hơn phương pháp tạo dòng vô tính.
2.3.5 Vectơ dùng bổ sung gen
2.3.5.1 Những đoạn vectơ ngắn nhất
Trong hầu hết các trường hợp, các nhà nghiên cứu sử dụng những mảnh vụn
vectơ có chứa khoảng 1 hay 2 gen, hoặc chuẩn bị những gen chức năng được cấu tạo từ
các thành tố khác nhau. Mảnh vụn của các vectơ mang trên mình những vùng được sao

lại đúng thứ tự sau khi tách ra từ đoạn sớm. Thật vậy, cả 1 vòng vectơ kết hợp chậm
hơn là 1 đoạn ngắn, không những thế, cả 1 chuỗi plasmid thường gây cản trở hoặc thậm
chí là tiêu hủy quá trình kết hợp chuyển gen. Điều này đúng với cả 5 loại vectơ:
plasmid, cosmid, thể thực khuẩn, BAC và YAC. Tuy nhiên, một số nghiên cứu của sinh
viên lại cho kết quả trái ngược với BAC, loại vectơ mà cả vòng có khả năng kết hợp tốt
hơn 1 mảnh thuộc vòng. Nói cách khác, vectơ tồn trữ 1 đoạn gen dài ít bị phá vỡ bởi các
tác động tĩnh của chuỗi tế bào prokaryote. Điều này dễ dẫn tới việc xuất hiện các tác
nhân cô lập trong những đoạn gen dài hoặc xảy ra các hiệu ứng khoảng cách.
Những đoạn DNA không chứa các chuỗi vòng thực hiện liên kết tương đối
chậm. Và vì một số nguyên nhân chưa được làm rõ, một số DNA được thêm vào mang
đến cho chúng ta 1 số lượng lớn những loài động vật chuyển gen hơn là những DNA