Ứng dụng công nghệ sinh học trong khoa học trong đời sống

Trường THCS-THPT Đinh Thiện Lý
2014 - 2015

ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG
KHOA HỌC TRONG ĐỜI SỐNG

Lớp: 9A4
Nhóm: 2
Giáo viên hướng dẫn: Lê Thị Lan Anh ( Trình bày chưa đẹp trang này,
phải ghi tên các thành viên trong nhóm)
1


2


MỤC LỤC
I. Giới thiệu
1.Công nghệ gen…..thêm số trang
a. Khái niệm
● Công nghệ gen là gì?
● Các ứng dụng

b. Quy trình khoa học
●

Các bước
2. Công nghệ tế bào

a.

●
●
b.
●

Khái niệm
Công nghệ tế bào là gì?
Các ứng dụng
Quy trình khoa học
Các bước
II. Ứng dụng
1.Công nghệ gen
a.Trong đời sống
b.Trong sản xuất
2.Công nghệ tế bào
a.Trong đời sống
b.Trong sản xuất
III. Thành tựu
1.Của Việt Nam
2.Của thế giới

I. Giới thiệu

3


Công nghệ sinh học là một lĩnh vực công nghệ cao dựa trên nền tảng khoa học về sự sống, kết hợp
với quy trình và thiết bị kỹ thuật nhằm tạo ra các công nghệ khai thác các hoạt động sống của vi
sinh vật, tế bào thực vật và động vât để sản xuất ở quy mô công nghiệp các sản phẩm sinh học có
chất lượng cao, phục vụ cho lợi ích, nhu cầu của con người đồng thời phát triển kinh tế - xã hội và

bảo vệ môi trường

1. Công nghệ gen
a. Khái niệm
●

Công nghệ gen là gì?
Công nghệ gen là một ngành của công nghệ sinh
học, sử dụng các thao tác và kĩ thuật tác động lên hệ
gen để tạo ra những sản phẩm đột biến mong muốn
của con người.

●

Các ứng dụng
- Tạo những chủng vi khuẩn mới có khả năng sản xuất trên quy mô công nghiệp và nhiều sản phẩm
sinh học như: a.a, pro, VTM, hoocmôn, enzim, kháng sinh.
-Dùng plasmid để chuyển gen mã hóa insulin của người vào vi khuẩn E.coli → insulin chữa bệnh tiểu
đường cho người
4


-Chuyển gen sinh trưởng ở bò vào lợn, giúp cho hiệu quả tiêu hóa thức ăn cao hơn, hàm lượng mỡ ít
hơn lợn bình thường.
-Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ từ loài thuốc lá cảnh vào cây bông và cây đậu tương cho các cây này
có khả năng kháng thuốc diệt cỏ.
- Có khả năng điều trị dc 1 số bệnh hiểm nghèo như thiếu hụt miễn dịch tổ hợp trầm trọng, bệnh thiếu
máu hồng cầu hình liềm, ưa chảy máu, xơ nang, Parkinson, Alzheimer, u hạt mãn tính hay các bệnh do
rối loạn di truyền locus đa gen như: bệnh tim bẩm sinh, ung thư, tiểu đường, tâm thần phân liệt... Bên
cạnh đó, gen trị liệu còn được ứng dụng trong việc điều trị các bệnh do nhiễm trùng lao, HIV/AIDS,

viêm gan siêu vi B...
b. Quy trình khoa học
●

Bước 1: Tạo ADN tái tổ hợp
*Nguyên liệu:

+
+

ADN chứ gen cần chuyển
Thể truyền : Plasmit (là ADN dạng vòng nằm
trong tế bào chất của vi khuẩn và có khả năng tự
nhân đôi độc lập với ADN vi khuẩn) hoặc thể

thực khuẩn (là virut chỉ ký sinh trong vi khuẩn)
+ Enzim cắt (restrictaza) và enzim nối (ligaza)
*Cách tiến hành:
- Tách chiết thể truyền và gen cần chuyển ra
khỏi tế bào
- Xử lí bằng một loại enzim giới hạn
(restrictaza) để tạo ra cùng 1 loại đầu dính
- Dùng enzim nối để gắn chúng tạo ADN tái tổ
hợp
●

Bước 2: Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận

5

- Dùng muối CaCl2 hoặc xung điện cao áp làm dãn màng sinh chất của tế bào để ADN tái tổ hợp dễ
dàng đi qua màng.
●

Bước 3: Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
- Chọn thể truyền có gen đánh dấu
- Bằng các kỹ thuật nhất định nhận biết được sản phẩm đánh dấu.
- Phân lập dòng tế bào chứa gen đánh dấu.
2. Công nghệ tế bào

a. Khái niệm
● Công nghệ tế bào là gì?

Công nghệ tế bào là một bộ phận quan trọng của công
nghệ sinh học, chủ yếu nghiên cứu các quá trinh nuôi cấy
tế bào động - thực vật và vi sinh vật để sản xuất sinh
khối, sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học
(enzyme, vaccine, các chất thứ cấp…), để làm mô hình
thực nghiệm khảo sát các tác động của hóa chất, làm
nguyên liệu ghép tế bào và cơ quan…

Cấy

ghép và

quan

sát cơ

nhân

tạo tự

phục

hồi
thương
tổn trên chuột

•

Các ứng dụng
6


Lĩnh vực

Các sản phẩm hoặc các ứng dụng

7


Dược phẩm

Kháng sinh, kháng nguyên (kích thích các đáp ứng kháng thể), endorphin
(chất dẫn truyền thần kinh), y-globulin (ngăn cản sự viêm nhiễm), hormone
sinh trưởng người (điều trị trẻ em bị còi), insulin, interferon ( điều trị viêm
nhiễm), interleukin (trị các bệnh nhiễm trùng và ung thư), lymphokine
(phản ứng miễn dịch điều chỉnh), kháng thể đơn dòng ( chẩn đoán hoặc

phân phối thuốc), vaccine,..

8


Chăn nuôi - Thú y

Phát triển các con giống sạch bệnh và mạnh khoẻ hơn, các gia súc cho thịt có

Trồng trọt

sản lượng cao hơn.
Chuyển các tính trạng chống chịu stress, kháng côn trùng và chất diệt cỏ vào
các loài cây trồng, phát triển các giống cây trồng có khả năng tăng quá trình
quang hợp và cố định đạm, phát triển các thuốc trừ sâu sinh học và các vi

Các hóa chất đặc

khuẩn nhân không đóng băng (non-ice nucleating).
Các amino acid, enzyme, vitamin, lipid, các chất thơm được hydroxyl hóa, các

biệt
Các ứng dụng môi

polymer sinh học.
Ngâm chiết khoáng, cô đặc kim loại, kiểm soát sự ô nhiễm, phân hủy chất thải

trường
Các hóa chất

độc và thu hồi dầu loang.
Acetic acid, acetone, butanol, ethanol, nhiều sản phẩm khác từ các quá trình

thương mại
Điện tử sinh học

biến đổi sinh khối.
Biosensor, biochip

Da liễu

Chống lão hóa da, nhăn da; làm đẹp da; điều trị rám má, các vết loét da/tổ chức
dưới da; điều trị một số bệnh da khác: trứng cá, sẹo lõm, viêm da cơ địa, rụng
tóc, rạn da,...

b. Quy trình khoa học
●

Quy trình công nghệ nhân giống bẳng nuôi cấy mô tế bào:

❖

Bước 1: Chọn vật liệu nuôi cấy.
-Vật liệu nuôi cấy thường là tế bào mô phân sinh (là mô chưa phân hóa trong các đỉnh sinh
trưởng của rễ, thân, lá).

❖

Bước 2: Phân cắt và khử trùng:
-Phân cắt dỉnh sinh tưởng của vật liệu nuôi cấy thành các phân tử nhỏ. Mẫu sau khi cắt được

tẩy rửa bằng nước sạch và khử trùng.

❖

Bước 3: Tạo chồi trong môi trường nhân tạo
-Mẫu được nuôi cấy trong môi trường nhân tạo để tạo chồi, tức là tái tạo cây từ các đỉnh sinh
trưởng. Môi trường dinh dưỡng nhân tạo thường dùng trong nuôi cấy mô là môi trường MS
(Murashige & Skoog)

9


❖

Bước 4: Tạo rễ
-Khi chồi đạt tiêu chuẩn về kích thước ( chiều cao) thì tách (cắt) chồi và cấy chuyển sang môi
trường tạo rễ. Trong môi trường tạo rễ có bổ sung chất kích thích sinh trưởng (α NAA. IBA).

❖

Bước 5: Cấy cây vào môi trường thích ứng
-Sau khi chồi cây đã ra rễ, cấy cây vào môi trường thích ứng để cây thích nghi dần với diều
kiện tự nhiên.

❖

Bước 6: Trồng cây trong vườn ươm
-Sau khi cây phát trường binh thường và đạt tiêu chuẩn cây giống chuyển cây ra vườn ươm.
II. Ứng dụng

1. Công nghệ gen

a. Trong đời sống
*Dự báo tuổi thọ qua gen
Thông qua độ dài cấu trúc nằm ở cuối các chuỗi
chromosome còn có tên gọi là telomeres. Giới
khoa học cho rằng: telomeres là yếu tố chỉ dẫn
quan trọng cho biết tuổi thọ của một người có thể
kéo dài bao nhiêu. Nếu như đoạn telomeres ở
một người ngắn hơn mức bình thường thì đó là
dấu hiệu báo trước người đó sẽ có nguy cơ bị
chết trẻ hơn so với những người mà cấu trúc gen
của họ có đoạn telomeres dài hơn.
Việc kiểm tra đoạn telomeres rất đơn giản, nhanh chóng và cho kết quả khá chính xác. Một thiết bị
khoa học chuyên dụng có tên pandora’s box có thể phát hiện dù chỉ là một khác biệt rất nhỏ trên đoạn
telomeres Quan trọng nhất vẫn là xác định được độ dài của đoạn telomeres trên chuỗi chromosome.

10


*Xét nghiệm ADN huyết thống
Ngày nay, với sự phát triển
mạnh mẽ của công nghệ gen,
con người ngày càng hiểu rõ,
nắm giữ và điều khiển những
“chìa khóa mấu chốt” của sự
sống. Một trong những ứng
dụng vô cùng hữu ích của
công nghệ gen đó là xét
nghiệm AND huyết thống. Là

phép xét nghiệm dùng ADN (Axit DeoxyriboNucleic) có trong các tế bào của cơ thể chúng ta để xác
định, kiểm tra được mối quan hệ huyết thống một cách chính xác nhất hiện nay. Sự khác nhau
trong trình tự và kích thước của 4 loại nucleotit trong phân tử ADN của 23 đôi nhiễm sắc thể có
trong mỗi tế bào của mỗi cá thể là cơ sở khoa học cho phân tích ADN để xác định cá thể. Để thuận
tiện cho việc thu mẫu đúng (không dính tế bào của người khác vào) thì nên thu mẫu tế bào niêm mạc
miệng; lông, tóc (có gốc); máu; cuống rốn...
b. Trong sản xuất
*Lai tạo thành công giống lúa từ công nghệ gen
Giống lúa biến đổi gen được lai tạo từ ba giống lúa
IR64, MTL250 và Taipei 309. Trước mắt, viện sẽ
triển khai trồng khảo nghiệm khoảng một năm
giống lúa mới này ở các vùng sinh thái khác nhau
trong khu vực ĐBSCL. Sau đó sẽ thông qua hội
đồng khoa học của Bộ NN&PTNT và đưa ra sản
xuất đại trà.
Theo TS Trần Thị Cúc Hòa - trưởng bộ môn công nghệ sinh học của viện, giống lúa mới này có hàm
lượng các vi chất như vitamin A, E, chất sắt, kẽm cao - những vi chất rất cần thiết đối với con người;
đồng thời làm gia tăng đáng kể chất oryzanol - có tác dụng chống oxy hóa, làm giảm hàm lượng
11


cholesterol trong máu. Trong phòng thí nghiệm cho thấy giống lúa biến đổi gen này kháng được sâu
bệnh, đảm bảo an toàn sinh học, dễ trồng, có thể đưa vào sản xuất lúa hàng hóa.
*Phác họa thành công bản đồ chi tiết gen sắn củ
Các nhà khoa học Trung Quốc thuộc Học viện
khoa học nông nghiệp nhiệt đới Trung Quốc đã
dựa vào công nghệ trình tự gen để phác họa
thành công bản đồ gen tương đối hoàn chỉnh
của loài sắn củ thuộc 3 chủng loại KU50, W24
và CAS36.

Kết quả này đã cung cấp những số liệu cho áp
dụng các công nghệ mới vào nghiên cứu cơ sở và ứng dụng các loài sắn củ. Mặt khác, việc làm này
cũng tạo nền móng cho việc từng bước giải mã cơ chế điều tiết phân tử trong việc chống hạn và tích
trữ lượng tinh bột của loài sắn. Đồng thời, kết quả nghiên cứu cũng mang lại ý nghĩa khoa học quan
trọng đối với công tác đảm bảo an ninh lương thực toàn cầu và phát triển nguồn năng lượng sinh vật.

* Sản xuất cây dược liệu và thực phẩm chức năng
Việt Nam là nước giàu về tài nguyên dược liệu.
Nhiều cây thuốc quý đã được sử dụng chữa bệnh
từ rất lâu đời. Nhờ sự kết hợp với công nghệ sinh
học trong thực vật, di truyền chọn giống, công
nghệ cao trong canh tác, nhiều cây dược liệu đã
được nhân và trồng đại trà. Rất nhiều loại thực
phẩm chức năng có tính điều trị và phòng bệnh ra
đời mang lại hiệu quả kinh tế cao và góp phần
chăm sóc sức khỏe người dân. Đây là lĩnh vực kinh tế lớn rất được xã hội quan tâm phát triển
trong tương lai.

12


2.Công nghệ tế bào
a. Trong đời sống
*Dùng tế bào gốc mô mỡ điều trị bệnh lý xương khớp
Với công nghệ này, tế bào gốc mô mỡ sẽ
được lấy bằng cách hút trực tiếp từ mỡ
bụng của bệnh nhân và xử lý qua nhiều
công đoạn. Sau đó, thành phẩm tế bào gốc
thu được sẽ trộn lẫn với huyết tương giàu
tiểu cầu lấy từ máu của bệnh nhân, rồi

tiêm vào khớp gối của bệnh nhân để phát
huy khả năng điều trị. Tế bào gốc này sẽ
làm việc như một hệ thống sửa chữa, tái tạo thông qua việc phân chia thành các tế bào chuyên biệt
có chức năng tương ứng thay thế cho các tế bào hư, bệnh, giảm chức năng hay mất chức năng.

Theo bác sỹ Nguyễn Hoàng Bắc, công nghệ tế bào gốc mô mỡ có điểm nổi bật là lấy mô của chính
người bệnh để sử dụng điều trị bệnh cho họ nên không cần thiết phải phụ thuộc vào ngân hàng mô
và cũng không sợ phản ứng thải ghép của cơ thể. Trong tương lai không xa, công nghệ tân tiến này
sẽ được đưa vào ứng dụng phổ biến hơn trong điều trị lâm sàng cho các bệnh nhân tại Việt Nam.
Các bác sỹ của Bệnh viện Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh cũng đã phối hợp với các chuyên
gia Hoa Kỳ ứng dụng công nghệ tế bào gốc mô mỡ điều trị cho một bệnh nhân nữ bị viêm khớp
mãn tính khớp gối. Đây là bệnh nhân đầu tiên được ứng dụng điều trị bằng công nghệ này tại bệnh
viện.

*Điều trị vết bỏng và vết thương khó liền
Kế tiếp các kinh nghiệm và kết quả đạt được từ
nghiên cứu ứng dụng nguyên bào sợi và tế bào sừng
vào điều trị vết bỏng và các vết thương khó liền, năm
2010 Viện Bỏng Quốc Gia được giao chủ trì một Đề
13


tài độc lập cấp Nhà nước nhằm biệt hoá các tế bào gốc biểu mô và tế bào gốc trung mô từ màng dây
rốn thành các tế bào da và chế tạo các vật liệu tương đương da để áp dụng cho điều trị vết thương da.
Việc ứng dụng điều trị cho vết thương bỏng và mất da lâu liền là những thương tổn trên bề mặt đôi khi
được coi là đích dễ được áp dụng trước cho những biện pháp điều trị mới. Với tư duy đó, chúng ta
mong muốn sẽ sớm có được các ứng dụng của tế bào gốc vào điều trị vết bỏng ở người.

b. Trong sản xuất:

*Nhân giống cây lô hội bằng nuôi cấy mô tế bào
Qua 16 công thức thí nghiệm, Trung tâm đã tìm ra được một
công thức nhân giống đạt hiệu quả cao nhất: Ngay trong ống
nghiệm các chồi đã có chiều cao 3 cm, tỷ lệ ra rễ phát triển
100%, số rễ trung bình từ 5,1 - 5,3 rễ/chồi.

Sau khi đem trồng ở môi trường tự nhiên, tỷ lệ cây sống đạt
trên 81%, chiều cao cây giống sau ống nghiệm đạt 10,5 cm,
trọng lượng đạt 16 g, cây sinh trưởng và phát triển khoẻ mạnh,
thích hợp với mọi môi trường sống. Với phương pháp cũ như
tách chồi thụ động hoặc giâm cành, mỗi năm một cây chỉ cho từ 10-15 chồi, chu kỳ cây con dài, sau
3 tháng tách khỏi mẹ mới trở thành cây sinh trưởng độc lập.Mỗi cây lô hội giống sản xuất bằng
phương nuôi cây mô tế bào có giá trên 800 đồng, không cao hơn nhiều so với giống sản xuất bằng
phương pháp truyền thống.

Lô hội là một loài cây có tác dụng chữa vết thương, tiêu nhanh mụn nhọt, làm thuốc tiêu độc, nhuận
tràng; đồng thời lại là loại thực phẩm bổ dưỡng, dưỡng da, tẩy mụn nhọt. Vì thế, việc nhân nhanh
giống cây sạch bệnh và đồng đều bằng phương pháp nuôi cây mô tế bào, đáp ứng được nhu cầu sản
xuất hàng hóa ở địa phương. Việc ứng dụng thành công công nghề nuôi cây mô tế bào cây lô hội còn
giúp cho ngành dược nước ta vừa lưu giữ và nhân nhanh nguồn gene quý. Hiện nay, Trung tâm ứng
dụng và chuyển giao tiến bộ và công nghệ tỉnh Vĩnh Phúc đang mở rộng quy mô nhân giống, giảm
giá thành, cung cấp cho nhu cầu sản xuất trong và ngoài tỉnh .
14


*Nhân giống chuối tiêu bằng nuôi cấy mô tế bào
Khởi đầu là nhân giống trong phòng thí
nghiệm. Kết quả cho thấy, từ 120 mẫu ban
đầu, qua quá trình bổ mẫu tạo ra được
246 chồi làm vật liệu khởi đầu, qua 6 lần

nhân nhanh đạt được 25.290 chồi đạt tiêu
chuẩn.
Tiếp đó, năm 2012 từ 138 mẫu ban đầu,
qua quá trình bổ mẫu tạo ra được 460 chồi
làm vật liệu khởi đầu, qua 5 lần nhân
nhanh đạt được 19.432 chồi đạt tiêu chuẩn. Các cán bộ kỹ thuật của trạm cũng đã hoàn thiện được
công nghệ chăm sóc cây invitro giai đoạn vườn ươm cấp I, II và rút ngắn được thời gian sinh
trưởng của cây chuối.
Sau một thời gian nhân giống thành công trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm sức sống của cây
chuối ngoài vườn ươm, trạm đã sử dụng các cây giống này để trồng trên diện tích 5 ha tại xã Đại
Thành (Yên Thành) và xã Thượng Sơn (Đô Lương). Qua thời gian trồng, cây chuối cấy mô khá
thích nghi với điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng ở 2 địa phương này, sinh trưởng, phát triển ổn định
sau trồng 45 ngày. Từ cây giống cao 20cm, sau khoảng 10 tháng cây cao khoảng 1,5m bắt đầu cho
thu hoạch.
Qua đánh giá thì trồng chuối tiêu hồng chủ động được nguồn giống sạch bệnh, độ đồng đều cao,
qua đó giảm giá thành giống và đáp ứng được nhu cầu sản xuất, đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn
so với các cây trồng khác. Chuối trồng tại 2 địa phương trên có số lượng từ 10 - 12 nải/buồng và
trọng lượng mỗi nải từ 1,6 - 2 kg/nải, năng suất đạt từ 42 - 46 tấn/ha, sau khi trừ chi phí đầu tư,
lãi thu được trên 135 triệu đồng/ha, gấp 3 - 4 trồng lúa.

15


III. Thành tựu
1.Của Việt Nam
●

Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong chẩn đoán bất thường phôi thai, bệnh di truyền, bệnh
ung thư
Các bất thường trên gene gây các bệnh nguy hiểm trong lúc mang thai. Bệnh di truyền và bệnh

ung thư đã được chẩn đoán chính xác nhờ các
kỹ thuật sinh học phân tử. Một số kỹ thuật gồm
khuếch đại gene, giải trình tự gene, phân tích sự
đa hình, phân tích nhiễm sắc thể, ...
Các bệnh thường gặp gồm: bệnh Thalassemia, hội
chứng Down, bệnh Hemophilia, đột biến ở các gene
AZF gây hiếm muộn ở nam do mất khả năng sản
sinh tinh trùng, đột biến ở gene egfr và kras dẫn đến
sự kháng thuốc ở bệnh nhân ung thư dạ dày – tá

tràng. Việc chẩn đoán này đã giúp hạn chế các trẻ sơ sinh bất thường, sàng lọc bệnh nhân ung thư
kháng thuốc, tư vấn sinh con và hôn nhân, dự báo trước khả năng bị bệnh ở trẻ em trong gia đình của
những người không may mang đột biến gene.
• Thụ tinh nhân tạo

Sự hiếm muộn do nhiều nguyên nhân ở cả nam lẫn nữ. Nhờ sự can thiệp của công nghệ sinh học trong
sinh sản gồm kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm, vi tiêm tinh trùng vào trứng, ... các nhà khoa học và
bác sĩ đã mang lại hạnh phúc cho nhiều gia đình. Nhiều đứa trẻ Việt Nam đã được ra đời nhờ thụ tinh
nhân tạo.

16


●

Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong giám định Pháp y
Các kỹ thuật sinh học phân tử đã được các nhà
khoa học ứng dụng tốt vào giám định pháp y về
xâm hại tình dục, dấu vết sinh học, xác định quan

hệ

huyết thống (bao gồm xác định hài cốt liệt sĩ).
●

Sản xuất thuốc đặc trị nhiễm vi rút

Interferon được biết đến như một nhân tố tự nhiên của cơ thể được các tế bào sản xuất ra để chống lại
vi rút (ví dụ vi rút viêm gan C). Nhờ công nghệ protein tái tổ hợp, Interferon của người được sản xuất
và đang từng bước được ứng dụng trên
người. Ngoài ra, một số nhân tố kích thích
tăng sinh tế bào tiền thân tạo máu (GMCSF, M-CSF) cũng đã được thử nghiệm
sản xuất nhờ công nghệ tái tổ hợp để ứng
dụng giúp tăng sinh tế bào bạch cầu hạt
sau điều trị ung thư máu.
●

Ứng dụng tế bào gốc

Tế bào gốc là những tế bào có khả năng phân chia và biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau của
cơ thể. Xét về giai đoạn phát triển của cơ thể, tế bào gốc gồm tế bào gốc phôi (các tế bào ban đầu khi
phôi thai được hình thành) và tế bào gốc trưởng thành (các tế bào ở giai đoạn sau sinh). Các nguồn thu
nhận tế bào gốc trưởng thành gồm tủy xương, máu ngoại vi, máu cuống rốn, và mỡ. Trong đó, mỡ là
nguồn cho nhiều tế bào gốc nhất nên rất được chú ý hiện nay.
Tế bào gốc đang được ứng dụng để chữa các bệnh về máu. Hàng trăm ca ghép tế bào gốc máu ngoại vị
đã được thực hiện trong cả nước. Bên cạnh đó, tế bào gốc từ mỡ và các sản phẩm từ tế bào gốc đang
từng bước được ứng dụng lĩnh vực thẫm mỹ chăm sóc sắc đẹp và đã mang lại hiệu quả điều trị tích
cực và được khách hàng đánh giá cao.

17

Mặc dù khoa học thế giới đã ứng dụng ồ ạt tế bào gốc vào nhiều lĩnh vực, chúng ta cần tiếp nhận có
chọn lọc để tránh những tiêu cực do sự “thần thánh hóa” vai trò của tế bào gốc của nhiều người.
•

Nhân bản vô tính cá chạch

Cố giáo sư Nguyễn Mộng Hùng - một giảng viên Trường đại học Tổng hợp Hà Nội tạo dòng vô tính
thành công trên đối tượng cá chạch khi còn là nghiên cứu sinh tại Liên Xô. Công trình tạo dòng vô
tính thành công trên đối tượng cá chạch được công bố trước Wilmut 17 - 18 năm này có ý nghĩa
đột phá trong lĩnh vực nhân bản vô tính nên trước đó đã được báo Công nghiệp Xã hội Chủ nghĩa
(Nga) số ra ngày 21/12/1978 đã dành hẳn 1 trang để giới thiệu về nhà khoa học Việt Nam trẻ tuổi
này, để có được khám phá quan trọng đó ông đã trải qua 1.500 lần thí nghiệm lặp đi lặp lại với
những kim vi thao tác tự chế tạo.

Sau khi bảo vệ xong luận án, ông trở về Việt Nam với hoài bão tạo dòng cao sản các loại cá trê, mè,
trắm... có giá trị kinh tế cao, thế nhưng lúc đó đất nước còn chìm trong khói lửa chiến tranh nên cơ
hội nghiên cứu tiếp và phát triển không còn nữa. Ông đã đi xa được hơn 3 năm, nhưng văng vẳng
đâu đây vẫn như còn mơ ước của ông: có đủ điều kiện, cơ sở vật chất để nghiên cứu khoa học, công
hiến cho đời.
2.Của thế giới
•

Nhân bản vô tính ở động vật

18


Nhân bản vô tính tạo ra chú cừu Dolly. Dolly là con cừu cái sinh ra nhờ kĩ thuật từ một tế bào trưởng

thành. Nó có tới ba bà mẹ:
-

Mẹ cho gen

-

Mẹ cho noãn

-

Mẹ mang thai

Dolly ra đời sau nhiều năm nghiên cứu, ít nhất là
277 thử nghiệm chuyển nhân tế bào được 29 phôi
(12% thành công). Nó giống hệt hình dáng và cà
tính cách của cừu mẹ cho gen. Tháng 03-1998,
chú cừu này nặng 45kg. Tháng 02-2003, Dolly
chết do chứng viêm khớp và sưng phổi nặng

*Lịch sử nhân bản
- 1959: Thỏ ra đời bằng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm
- 1968: Edwards và Bivister thụ tinh trứng người trên invitro.
- 1979: Karl Illmensee nhân bản chuột từ phôi
- 1984: Steen Willadsen nhân bản thành công cừu từ các tế bào phôi nhờ kỹ thuật chuyển nhân tế
bào phôi.
- 1986: Steen WIlladsen nhân bản bò từ tế bào phôi một tuần tuổi đã biệt hóa.
- 1993: Bò được tạo ra bằng cách chuyển nhân từ tế bào phôi nuôi cấy
- 1996: Ian Wilmut và Keith Campell ở viện Roslin nhân bản thành công cừu Dolly từ tế bào tuyến
vú của một con cừu cái.

- Chó (2/1998 tại Nhật Bản, 12/1999 tại Hàn Quốc, 3/2000 tại Thái Lan), chuột, bò, lợn cũng đã được
nhân bản thành công.
- Các nhà khoa học ở Dubai (UAE) Dã nhân bản vô tính một con lạc đà cái và đặt tên cho cô là Injaz.
- Tháng 8/2004 tại Ý, con ngựa nhân bản vô tính đầu tiên
•

Thành tựu trong việc nghiên cứu tế bào gốc

*Lịch sử nghiên cứu
19


- Năm 1945: Phát hiện ra tế bào gốc tạo máu.
-Thập kỷ 1960: Khám phá trong não trưởng thành có chứa các tế bào gốc có thể biệt hóa thành các tế
bào thần kinh.
- Năm 1981: Phân lập được tế bào gốc phôi từ khối tế bào bên trong của túi phôi chuột
- Năm 1995-1996: Phân lập vitro tế bào gốc phôi linh trưởng từ khối tế bào trong của túi phôi.
- Năm 1998: Tạo ra dòng tế bào gốc phôi người đầu tiên từ khối tế bào trong của phôi túi.
- Năm 1999: Khẳng định khả năng chuyển biệt hóa hay tính mềm dẻo của tế bào gốc trưởng thành.
- Năm 2001: Tìm ra phương pháp định hướng tế bào gốc biệt hóa in vitro tạo ra các mô có thể dùng
cho ghép mô.
- Năm 2003: Tạo được noãn bào từ tế bào gốc phôi chuột. Điều này gợi ý rằng tế bào gốc phôi có thể
có tính toàn năng.
- Năm 2005: Phát triển kỹ thuật mới cho phép tách chiết tế bào gốc phôi mà không làm tổn thương
phôi.
- Năm 2007: Tìm ra phương pháp tạo tế bào gốc vạn năng từ tế bào gốc người trưởng thành.

•

Chữa bệnh cho một bé gái 4 tuổi mắc bệnh hiểm nghèo

Các nhà khoa học trên thế giới sẽ dễ dàng nhớ lại rằng ngày 14/9/1990 là ngày đầu tiên những
người Mỹ đã đưa những gen mới vào cơ thể con người. Đó là French Anderson, Michel Blaese và
Ken Culver ở Viện sức khoẻ quốc gia đã dùng một loại thuốc gen chữa bệnh cho một bé gái 4 tuổi
mắc bệnh hiểm nghèo - đó là bệnh suy giảm miễn dịch trầm trọng (SCID) - phải sống trong một
căn buồng hoàn toàn vô khuẩn.

Bệnh này một kiểu đột biến hiếm thấy gây cản trở quá trình trưởng thành các tế bào T của cơ thể.
Nguyên nhân gây ra bệnh này là do thiếu một gen có tác dụng kiểm soát quá trình sản xuất một
enzym - gọi là adenosin deaminase (ADA) có vai trò quan trọng trong quá trình miễn dịch bảo
vệ cơ thể. Các bác sỹ nói trên đã đặt những bản sao của gen ADN vào các tế bào bạch cầu trong
máu bé gái. Đến tháng 5/1993, nhân một cuộc họp báo, các nhà báo đã được trông thấy bé gái đó
hoàn toàn khoẻ mạnh. Đây chỉ là một loại liệu pháp gen - tức là cấy một gen mới vào những tế bào
cần những gen đó và các tác giả đã thành công.
20


•

Sắp xếp gen để tạo ra những động vật nhân tạo

Bằng cách sắp xếp các gen theo ý muốn, trong một nghiên cứu
mới đây, các nhà khoa học cho biết, họ có thể tạo ra những bộ
gen hoàn chỉnh của vi khuẩn bằng cách trộn các gen qui định
các đặc điểm nhất định. Đây là cách mà các nhà khoa học tạo
ra những con vi khuẩn, virut thuần chủng với các đặc tính theo
ý muốn của con người. Thành tựu này đồng thời mở ra một
bước tiến mới trong ngành sinh vật học và di truyền học, đó là
triển vọng tạo ra những con vật "nhân tạo" với các đặc tính đã
được sắp xếp sẵn, trong đó không ngoại trừ cả con người.

•

Nhân bản thành công loài ếch sinh con bằng miệng đã tuyệt chủng
Các nhà khoa học Úc vừa làm sống lại
và tái kích hoạt thành công bộ gen của
một loài ếch đã tuyệt chủng. Nhóm
nghiên cứu của Dự án Lazarus đã cấy
ghép nhân tế bào từ các mô được thu
thập từ những năm 1970 và được giữ
lạnh sâu trong 40 năm nay vào trứng
ếch hiến tặng từ một loài ếch họ hàng
xa. Một số trứng này bắt đầu tự phân

chia và phát triển sang giai đoạn phôi non với các xét nghiệm khẳng định các tế bào phân chia
chứa vật liệu di truyền từ loài ếch tuyệt chủng.

Loài ếch tuyệt chủng được tái sinh là Rheobatrachus silus, một trong 2 loài ếch ấp trứng trong dạ
dày hay ếch Platypus, là các loài bản địa của vùng Queensland, Úc. Cả hai loài bị tuyệt chủng từ
giữa những năm 1980 và đặc thù trong số các loài ếch về cách chúng ấp con. Sau khi trứng được
con đực thụ tinh, con cái nuốt trứng cho đến khi trứng nở. Nòng nọc sau đó phát triển trong dạ dày

21


con cái trong vòng ít nhất 6 tuần – trong khoảng thời gian này con cái sẽ không ăn gì – trước khi
được ợ ra và thả vào vùng nước nông.
Mặc dù không một phôi nào tồn tại quá vài ngày nhưng công trình có ý nghĩa khích lệ với những
công trình nghiên cứu nhân bản nhiều loài động vật đang bị tuyệt chủng như voi mamut, chim cưu,
vẹt đỏ đuôi dài Cuba và chim moa khổng lồ của New Zealand.

•

John B. Gurdon mở đường cho các công trình nhân bản tiếp theo

Năm 1962, John B. Gurdon thực hiện một thí nghiệm như sau: Loại bỏ nhân của một chiếc trứng
ếch, và thay vào đó bằng nhân của một tế bào trưởng thành tách ra từ ruột của một con nòng nọc.
Kỳ lạ thay, cái trứng ếch được đổi nhân đó đã phát triển thành một chú nòng nọc con hoàn toàn
bình thường!

John
Gurdon sử dụng tia tử cực tím để phá hủy nhân của trứng ếch (1). Sau đó, ông thay thế nó bằng
nhân lấy ra từ một tế bào ruột của một con nòng nọc (2). Hầu hết các trứng được xử lý theo cách
này đã không phát triển, nhưng một vài trứng trong số đó đã phát triển thành nòng nọc con hoàn
toàn bình thường (3). Các nghiên cứu tiếp theo cho thấy, các động vật có vú cũng có thể được nhân
bản theo cách này (4). Điều này cho thấy, tất cả thông tin về gene cần thiết để tạo ra các tế bào
khác nhau trong cơ thể của nòng nọc đều chứ đựng trong nhân của tế bào.
Thí nghiệm của John B. Gurdon không chỉ cho thấy việc tái lập trình một tế bào đã trưởng thành là
hoàn toàn có thể, mà còn xác nhận bằng thực nghiệm rằng: nhân tế bào là nơi mang toàn bộ thông
tin về sự sống, và nhân của mọi tế bào khác nhau đều mang cùng một bộ gene giống nhau. Công

22


trình của Gurdon đã mở đường cho hàng loạt nghiên cứu mới về nhân bản vô tính, mà nổi tiếng
nhất là công trình tạo ra chú cứu nhân bản vô tính Dolly năm 1996 bởi Ian Wilmut.

IV. Ý nghĩa của công nghệ sinh học

Công nghệ sinh học là một bước tiến mới nhất trong nỗ lực lâu dài chinh phục tự nhiên để nâng

cao điều kiện sống của con người. Thế giới cùng chia sẻ những kiến thức khoa học, thực hành và
công nghệ. Chúng ta đã sử dụng nó trong nông nghiệp hay dược học hay cả trong lĩnh vực điền
kinh.Trong từng trường hợp, kiến thức tích lũy được từ tự nhiên đã mở ra các cách thức làm cho
cuộc sống an toàn hơn, khỏe mạnh hơn và năng suất cao hơn. Là một từ mới gần gũi theo nghĩa
hẹp, công nghệ sinh học có sự liên kết với quá khứ, đặc biệt khi ta nói về những lợi ích của nó đối
với văn hóa được tách biệt từ tính truyền thống trong khoa học hiện đại.

23


Thêm danh sách nguồn tham khảo

24