Use of transgenic animals in biotechnology

Use of Transgenic Animals in Biotechnology: Prospects and Problems

GVHD: TS. Bùi Thị Trà Mi

Danh sách nhóm:

4/14/19

1. Trương Thùy Anh

17111007

2. Võ Phạm Danh

17111020

3. Trịnh Thị Ngọc Hương

17112926

4. Huỳnh Bùi Thanh Vy

17111172
1


Maksimenko O.G, Deykin A.V et al ( 2013 Jan – Mar). Use of Transgenic Animals in Biotechnology: Prospects and
Problems. Acta Naturae 5(1): 33-46

4/14/19

2


Nội dung:

Giới thiệu

Các phương pháp chuyển gen

Một số ứng dụng

Tài liệu tham khảo

4/14/19

3


Giới thiệu

Sinh vật biến đổi gen (GMO)
Là sinh vật mà vật liệu di truyền của nó được biến đổi nhờ sử dụng các kĩ thuật phân tử và tạo ra một dạng mới.

Động vật chuyển gen (TAs)
Động vật chuyển gen là những động vật có gen ngoại lai (gen chuyển) xen vào trong DNA genome của nó.

4/14/19

4

4/14/19

5


Các phương pháp chuyển gen

1. DNA Microinjection: Vi tiêm DNA
2. Embryonic stem cell-mediated gene transfer: Chuyển gene qua trung gian tế bào gốc phôi
3. Retrovirus-mediated gene transfer: Chuyển gene nhờ retrovirus
4. The expression vectors: Vector biểu hiện

4/14/19

6


Sơ đồ tạo động vật chuyển gene sử dụng phương pháp chuyển nhân (phần trên) và vi tiêm trong nhân của DNA (phần dưới)

4/14/19

7


1. Vi tiêm DNA

Trong 20 năm qua, vi tiêm DNA đã trở thành phương pháp áp dụng rộng rãi nhất trong việc chuyển gene ở động vật.

Nguyên tắc: Một lượng nhỏ DNA được tiêm trực tiếp vào nhân tế bào phôi trần hoặc tế bào nguyên vẹn một cách cơ học dưới

kính hiển vi.

Injection of DNA into the 1-cell embryo
4/14/19

Source: />
8


Mô tả quy trình:

4/14/19

Source: />
9


1. Vi tiêm DNA



Phương pháp này cho phép đưa gene vào đúng vị trí mong muốn với hiệu quả tương đối cao nhưng số lượng tế bào hạn
chế (đòi hỏi phải tinh vi, tỉ mỉ và cực chính xác trên từng tế bào).



Chỉ thành công khi gene chuyển vào di truyền cho các thế hệ sau.



Đối tượng: chuột, thỏ, lợn.

4/14/19

10


2. Chuyển gene qua trung gian tế bào gốc phôi (ESC)

Phương pháp này liên quan đến việc chèn một gene chuyển
vào hệ gene của các tế bào gốc phôi (ES).

4/14/19

11


Quy trình

4/14/19

12


2. Chuyển gene qua trung gian tế bào gốc phôi (ESC)



Tỉ lệ sống sót sau thao tác, sự tích hợp và biểu hiện gen của tính trạng gen mới cao.



Thực tế có thể được tiến hành thông qua sự thao tác phôi dâu và túi phôi.



Phương pháp này có ý nghĩa đặc biệt đối với sự nghiên cứu kiểm ra di truyền của các quá trình phát triển.



Phương pháp ít thành công đối với các loài lớn hơn chuột.

4/14/19

13


4/14/19

14


3. Chuyển gene nhờ retrovirus

Retrovirus: là một loại virus RNA, có khả năng xâm nhiễm vào tế bào vật chủ và gắn bộ gene virus vào genome của tế bào chủ.
Hạn chế chiều dài gen chuyển ( khoảng 8000 kp) bởi kích thước hạt virus.

4/14/19

Khó đạt được mức độ cao về biểu hiện gen.

15


Expression
vectors

4/14/19

16


4. Vector biểu hiện

Vector: phân tử DNA kích thước nhỏ dùng để mang gene, sao chép,
thao tác trên gene.

Vector tạo dòng

Vector biểu hiện

4/14/19

Source: />
17


Một vector cần có các đặc điểm:

‒

Có khả năng tự sao chép trong tế bào chủ, sao chép không phụ thuộc vào tế bào chủ.

‒

Có đặc tính giúp dễ xác định tế bào có chúng.

‒

Mang những vị trí nhận biết duy nhất của các enzyme cắt giới hạn.

‒

Có kích thước càng nhỏ càng tốt, dễ xâm nhập, sao chép nhanh hiệu quả.

‒

Có số lượng bản sao trong tế bào cao.

‒

Các vector cần biểu hiện thì phải có promoter mạnh.

4/14/19

18


4. Vector biểu hiện

4/14/19

Source: />
19


Sử dụng vetor để sản xuất protein tái tổ hợp.

(A) Cấu trúc vector được sử dụng sản xuất protein tái tổ hợp trong động vật chuyển gen và các dòng tế bào.

(B) Cấu trúc của vector pBC1 được sử dụng để sản xuất protein tái tổ hợp trong sữa của động vật chuyển gen.
4/14/19

20


4. Vector biểu hiện

Vector thương mại phổ biến nhất sản xuất protein trong sữa của TAs – pBC1, cho phép thu được hầu hết các dòng chuyển gen
đặc trưng bởi mức độ sản xuất protein mục tiêu.

Sự có mặt của các intron trong vùng mã hóa của gene
chuyển làm tăng gấp đôi lượng protein mục tiêu trong
sữa (Bảng 1).

4/14/19

Source: />
21

Bảng 1

4/14/19

22


Ứng dụng của động vật chuyển gen

2006 chấp thuận chất đông máu “Antithrombin”, protein tái tổ hợp đầu tiên có nguồn gốc từ sữa dê chuyển gene.
→ Sau đó FDA chấp thuận cho thương mại như một loại thuốc điều trị chống huyết khối.

2011, EMEA phê duyệt sử dụng chất ức chế C1-esterase tái
tổ hợp lấy từ thỏ, điều trị phù mạch di truyền.

4/14/19

23


Bò chuyển gen biểu hiện:

lactoferrin tái tổ hợp (3,4 mg/ml); lysozyme (0,03 mg/ml); lactalbumin của con người

(1,5mg/ml) đã thu được ở Trung Quốc để sản xuất sữa biến tính.

Source: />
4/14/19

24


Lợn chuyển gen với gen α-lactalbumin của bò đã gia tăng nồng độ lactose trong sữa. → Điều này giúp
làm giảm đáng kể tỉ lệ tử vong ở lợn con.

Source: />
4/14/19

25