TẠO ĐỘNG VẬT BIẾN ĐỔI GEN

T
Ạ
O

Đ
Ộ
N
G

V
Ậ
T

B
I
Ế
N

Đ
Ổ
I

G
E
N
Nhóm 6
Động vật biến đổi gen
•
Động vật biến đổi gen có thể được định nghĩa là những cá thể chứa các bản sao
của một trình tự gen được thêm vào một cách nhân tạo, theo chủ ý.

Vì sao phải tạo động vật biến đổi gen ?
•
Tạo mô hình động vật bị bệnh người để /m hiểu cơ chế gây bệnh
•
Kiểm tra các liệu pháp trị bệnh mới
•
Nghiên cứu chức năng của gen
•
Tạo sản phẩm trong cơ thể động vật (cơ quan nội tạng, thịt, sữa…)
Quá trình tạo động vật biến đổi gen
Thiết kế gen chuyển
Thiết kế gen chuyển
Chuyển gen vào tế bào (động vật)
Chuyển gen vào tế bào (động vật)
Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen trong
cơ thể
Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen trong
cơ thể
Thiết kế gen đột biến
•
Đột biến điểm định hướng
Một gen đã biết rõ trình tự nucleo@de, có thể thay đổi các nucleo@de tùy ý.
_
Làm mất hoặc thêm trình tự.
_
Thay thế một nucleo@de này bằng một hay nhiều nucleo@de khác.
Enhancer
Enhancer
Promoter

Promoter
SI
G
SI
G
Gen mục 7êu
Gen mục 7êu
AAA
AAA
Thiết kế gen chuyển
Cấu trúc của một gen chuyển biểu hiện
•
Để gen chuyển có thể biểu hiện thì cấu trúc của gen phải có.
•
Enhancer: là 1 đoạn DNA ngắn, có thể gắn với protein (còn gọi là nhân tố hoạt động trans) làm tăng mức độ
phiên mã của gen mục @êu trong 1 nhóm gen. Không phụ thuộc vào vị trí và định hướng của gen.
•
Promoter: trình tự khởi đầu phiên mã.
•
SIG: trình tự nhận biết
•
AAA: đuôi polyA đảm bảo thích hợp cho quá trình phiên mã và dịch mã.
Quá trình tạo động vật biến đổi gen
Thiết kế gen chuyển
Thiết kế gen chuyển
Chuyển gen vào tế bào (động vật)
Chuyển gen vào tế bào (động vật)
Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen trong
cơ thể
Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen trong

cơ thể
Chuyển gen vào tế bào
Các kỹ thuật chuyển gen vào tế bào:

Vi @êm

Chuyển gen nhờ virus

Biến đổi tế bào gốc phôi (ES)

Chuyển gen thông qua @nh trùng

Sử dụng xung điện

Dùng hóa chất (calcium phosphate)

Chuyển gen thông qua liposome
Vi 7êm
•
Các bước tạo động vật chuyển gen bằng vi @êm :
•
Thực hiện kĩ thuật thụ @nh ống nghiệm tạo hợp tử.
•
Thiết kế vector mang gen cần chuyển và thực hiện vi @êm vector mang gen đích vào nhân nguyên
đực
•
Nuôi cấy in vitro cho hợp tử phát triển đến giai đoạn túi phôi.
•
Cấy chuyển túi phôi đã chuyển gen vào tử cung của động vật cái nhận phôi
•

Căn cứ vào gen chỉ thị và hoạt động của các gen tái tổ hợp, thực hiện các kĩ thuật phân tử để kiểm
tra và lựa chọn các cá thể con được chuyển gen.
Vi 7êm (microinjec7on)
Chuyển gen nhờ virus (virus mediated)
Chuyển gen nhờ virus
Sơ đồ genome của retrovirus
gag mã hóa protein lõi, capsid và nucleprotein
pol mã hóa enzyme phiên mã ngược và enzyme hợp nhất
env mã hóa protein cấu trúc vỏ virus
Trình tự ψ (psi) nhận diện đóng gói
LTR vùng lặp lại nối dài
LTR
LTR
Chuyển gen nhờ virus
Chuyển gen nhờ virus
Quá trình tạo một vector virus có thể tóm tắt như sau:
- Tạo vector tái tổ hợp bằng cách thay thế các gen mã hóa protein vỏ bằng đoạn gen cần chuyển.
- Tạo đoạn gen mã hóa protein vỏ.
- Chuyển các đoạn vừa tạo vào tế bào động vật mà sau này muốn chuyển gen.
- Đoạn vector tái tổ hợp do có trình tự ψ (psi) nhận diện đóng gói sẽ được đóng gói với các
protein vỏ và tạo thành một vector virus hoàn chỉnh.
Biến đổi tế bào gốc phôi (ES)
-
Nuôi cấy các tế bào gốc phôi được lấy từ túi phôi
-
Các tế bào gốc phôi được chuyển nhiễm với vector mang gen muc @êu
-
Chọn lọc tế bào mang gen mục @êu
-
Tiêm tế bào mang gen chuyển vào túi phôi nhận

Biến đổi tế bào gốc phôi (ES)
Quá trình tạo động vật biến đổi gen
Thiết kế gen chuyển
Thiết kế gen chuyển
Chuyển gen vào tế bào (động vật)
Chuyển gen vào tế bào (động vật)
Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen trong
cơ thể
Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen trong
cơ thể
Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen
•
Tái tổ hợp tương đồng
Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen
•
Hệ thống Cre-loxP
•
Hệ tái tổ hợp Cre-loxP xuất xứ từ yếu tố di truyền của thực khuẩn thể P1
•
Các con chuột có chứa loxP lai với một con chuột biến đổi gen mang một loại tế bào cụ thể
promoter kiểm soát biểu hiện của Cre recombinase, gây ra sự tái tổ hợp giữa các vị trí loxP. Sự tái tổ
hợp Cre-loxP là kéo lại gần nhau hai vùng loxP ở xa nhau, cắt bằng Cre ricombinaza vùng đệm giữa
các trình tự lặp, trao đổi và kết nối các sợi DNA để tạo phân tử DNA tái tổ hợp.
Cell-type-specific gene knockouts using the loxP-Cre recombination system
Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen
•
RNA interference
•

Sự can thiệp của RNA (RNAi) là hiện tượng RNA tác động như là cơ chế có thể
làm “im lặng” gen sau phiên mã, đáp ứng lại khi có các RNA mạch đôi trong tế
bào.