Bài giảng Công nghệ Di truyền: 3CONG NGHE DI TRUYEN DONG VAT _ Thay Lo Thanh Son

Bài giảng:

CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN
ThS. Lò Thanh Sơn
Trường Đại học Tây Bắc


NỘI DUNG CƠ BẢN
1. Các kỹ thuật chủ yếu trong phân tích axit nucleic
2. Các kỹ thuật chủ yếu trong công nghệ di truyền
3. Công nghệ di truyền động vật
4. Công nghệ di truyền thực vật
5. Công nghệ di truyền đối với con người


NỘI DUNG
1. Công nghệ gen trong tạo giống vật nuôi mới
2. Sản xuất vaccine thú y
3. Sản xuất kháng thể đơn dòng
4. Sản xuất protein đơn bào


NỘI DUNG
1. Công nghệ gen trong tạo giống vật nuôi mới
2. Sản xuất vaccine thú y
3. Sản xuất kháng thể đơn dòng
4. Sản xuất protein đơn bào


Tạo giống vật nuôi mới
1. Quy trình kỹ thuật cơ bản:

- Tách chiết, phân lập gen và tạo tổ hợp biểu hiện trong
tế bào động vật
- Tạo cơ sở vật liệu biến nạp gen
- Chuyển gen vào tế bào động vật
- Nuôi cấy phôi trong ống nghiệm (đối với động vật bậc
cao)
- Kiểm tra động vật được tạo ra từ phôi chuyển gen
- Theo dõi thế hệ sau của động vật chuyển gen để xác
định gen lạ có di truyền qua các thế hệ hay không


Tạo giống vật nuôi mới
2. Thành quả chủ yếu:
-Tạo giống vật nuôi có tốc độ lớn nhanh, hiệu quả sử dụng
thức ăn cao
-Tạo giống vật nuôi chuyên sản xuất protein quý dùng
trong y dược
-Tạo giống vật nuôi kháng bệnh và chống chịu sự thay đổi
của điều kiện môi trường
-Tạo giống vật nuôi có năng suất và chất lượng tốt bằng
cách thay đổi các con đường chuyển hóa trong cơ thể


Lớn nhanh, s.dụng TA hiệu quả

Chuột nhắt chuyển gen hormone sinh trưởng
có kích thước lớn hơn nhiều lần so với chuột
nhắt bình thường.

Lớn nhanh, s.dụng TA hiệu quả
Cá hồi chuyển gen
hormone sinh trưởng tái
tổ hợp vào phôi không
những có chu kỳ sinh
sản ngắn mà còn có
trọng lượng lớn gấp 11
lần so với cá hồi không
chuyển gen


Lớn nhanh, s.dụng TA hiệu quả
- Gen hormone sinh trưởng tái tổ hợp còn được chuyển vào: lợn, thỏ, cừu, bò...
cho vật nuôi tốc độ lớn nhanh 20%, hiệu suất sử dụng thức ăn cao hơn 30%.
- Sutrave (1990) đã khám phá ra gen Ski, mà dưới tác động của gen này protein
cơ được tổng hợp rất mạnh, trong khi đó lượng mỡ lại giảm đi đáng kể. Phát
hiện này mở ra triển vọng tạo ra giống lợn nhiều nạc, ít mỡ, hiệu suất sử dụng
thức ăn cao.
- Ở Việt nam, Nguyễn Văn Cường và cộng sự đã và đang nghiên cứu chuyển
gen hormone sinh trưởng người vào chuột, cá vàng (Carassius auratus), cá
chạch (Misgurnus anguillicaudatus) và cá chép (Cyprinus carpio). Với một số
kết quả đã đạt được, việc nghiên cứu tạo cá chuyển gen hormone sinh trưởng
đang được tiếp tục tiến hành.
- Tuy nhiên, động vật nuôi chuyển gen hormone sinh trưởng có biểu hiện bệnh
lý lớn quá cỡ và chưa có ý nghĩa lớn trong thực tiễn


V.nuôi sản xuất protein quý

V.nuôi sản xuất protein quý


V.nuôi sản xuất protein quý
Cho đến nay rất nhiều protein dược phẩm quý đã và đang được nghiên
cứu để sản xuất qua tuyến sữa của động vật như:
- α1-antitripsin và yếu tố làm đông máu IX (blood clotting factor IX) của người đã
được tiết ra trong sữa cừu với nồng độ 25 mg/ml.
- Họat tố plasminogen mô của người (human tissue plasminogen activator) làm
tăng đông máu đã được tiết ra ở sữa dê.
- Gen urokinase người đã được đưa thành công vào lợn và tiết ra ở tuyến sữa
nhờ gen khởi động α-casein của bò.
- Protein C người được tạo ra từ sữa lợn chuyển gen...


V.nuôi sản xuất protein quý
Bò đực Herman chuyển gen HLF - human lactoferrin


V.nuôi sản xuất protein quý
Nhiều loại protein quý được sản xuất qua sữa và máu vật nuôi


V.nuôi sản xuất protein quý
Nhiều loại protein quý được sản xuất qua sữa và máu vật nuôi


V.nuôi sản xuất protein quý
Sơ đồ sản xuất Somatostatin bằng kỹ thuật DNA tái tổ hợp

Tế bào người (bò, cừu...)


V.Nuôi chống chịu tốt
- Tiêm gen Mx vào lợn để tạo ra được giống lợn miễn dịch với bệnh
cúm.
- Tiêm gen IgA vào lợn, cừu, mở ra khả năng tạo được các giống vật
nuôi miễn dịch được với nhiều bệnh...
- Hew (1988) đã vi tiêm gen AFP cá bơn mùa đông vào cá hồi, tạo ra
các con cá hồi chuyển gen có khả năng chịu được điều kiện lạnh với
mục đích mở rộng khả năng sống sót của cá hồi vào mùa đông trong
các bể nuôi cá nước mặn. Ðây là một thuận lợi lớn cho việc nuôi
trồng nguồn thủy sản quan trọng này


V.Nuôi biến đổi chuyển hoá cthể
1. Nâng cao chất lượng sữa bò, sữa cừu bằng cách chuyển gen lactose vào
các đối tượng quan tâm.
-Sự biểu hiện của gen này được điều khiển bởi promoter của tuyến sữa.
-Trong sữa của những động vật chuyển gen này, đường lactose bị thủy phân
thành đường galactose và đường glucose.
2. Chuyển gen mã hóa enzyme chịu trách nhiệm tổng hợp cysteine vào cừu.
Cysteine là amino acid được tổng hợp từ serine nhờ hai enzyme là serine
transacetylase và Oacetylserine sulfahydrylase. Hai gen chịu trách nhiệm tổng
hợp hai enzyme này là Cys E và Cys K. Cysteine là amino acid cơ bản rất
quan trọng trong sự phát triển của lông

3. Chuyển gen tổng hợp amino acid cơ bản như threonine và lysine có nguồn
gốc vi sinh vật vào cơ thể động vật để làm tăng hiệu quả sử dụng thức ăn
của vật nuôi

NỘI DUNG
1. Công nghệ gen trong tạo giống vật nuôi mới
2. Sản xuất vaccine thú y
3. Sản xuất kháng thể đơn dòng
4. Sản xuất protein đơn bào



Các loại Vaccine tổng hợp
nhờ kỹ thuật gen
1. Vaccine sống giảm độc lực bằng lực bằng kỹ thuật
di truyền
2. Vaccine chứa KN sản xuất bằng phương pháp tái tổ
hợp
3. Vaccine vector
4. Vaccine ADN
5. Vacxin dựa trên cơ thể chuyển gen. Sản xuất cây
chuyển gen nhờ Agrobacter tumefaciens
6. Vaccine bào tử (spore vaccine)


Công nghệ sản xuất Vaccine
1. Sản xuất vaccine truyền thống
— Tạo sinh khối
— Làm bất hoạt hoặc giết chết tác nhân:
Có thể sử dụng các tác nhân diệt khuẩn (formalin,
alcool, aceton, tia cưc tím, siêu âm…)
—Sản xuất ra chế phẩm

— Kiểm tra sản phẩm


Công nghệ sản xuất Vaccine

2. Sản xuất hai loại vacxin tái tổ hợp gen:
•Vacxin tái tổ hợp phân tử:
vacxin tái tổ hợp phân tử được tạo ra bằng cách ghép
gen hay nạp gen kháng nguyên của đối tượng gây
bệnh vào virus hoặc vi khuẩn. Virus hay vi khuẩn này
sinh sản nhanh tạo ra nhiều phân tử kháng nguyên.
Các kháng nguyên này được tách chiết, tinh sạch để
làm vacxin tái tổ hợp chống lại các bệnh sốt xuất
huyết, vacxin chống viêm gan B (HBV), vacxin chống
bệnh sốt rét, vacxin chống HIV…


Công nghệ sản xuất Vaccine
• Vacxin tái tổ hợp gen virus sống:
Vacxin tái tổ hợp gen virus sống là các virus động vật đã biến
nạp các gen biểu hiện protein thích hợp mang tính miễn dịch
từ các cơ thể bệnh lý khác nhau. Vacxin này có nhiều ưu điểm
là : cùng một lúc có thể đáp ứng miễn dịch khác nhau trong
cùng một cơ thể, đồng thời nó có thể ngăn cản sự kháng
thuốc của vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh. Cấu trúc thông
thường của một virus tái tổ hợp bao gồm:
- Một là gen ngoại lai mã hoá protein kháng nguyên của tác
nhân gây bệnh
- Hai là virus ADN
- Ba là gen chỉ thị

Sản xuất vaccine tái tổ hợp
Một đoạn gen cần thiết
từ phân tử ADN này

+

Một phân tử ADN khác
(gọi là thể truyền)

ADN tái tổ hợp