Nhờ những thành tựu trong lĩnh vực DNA tái tổ hợp, công nghệ chuyển gen ra đời. Nó cho phép chỉ đưa những gen mong muốn vào động vật, thực vật...để tạo ra những giống vật nuôi, cây trồng mới..., kể cả việc đưa gen từ giống này sang giống khác, đưa gen của loài này vào loài khác. Thế kỉ XXI sẽ báo trước một kỷ nguyên mới trong nghiên cứu và ứng dụng khoa học động vật, đặc biệt là đối với công nghệ chuyển gen.
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Quốc Dung Huế, 2018 ĐẶT VẤN ĐỀ Nhờ thành tựu lĩnh vực DNA tái tổ hợp, cơng nghệ chuyển gen đời Nó cho phép đưa gen mong muốn vào động vật, thực vật để tạo giống vật nuôi, trồng , kể việc đưa gen từ giống sang giống khác, đưa gen loài vào loài khác Thế kỉ XXI báo trước kỷ nguyên nghiên cứu ứng dụng khoa học động vật, đặc biệt công nghệ chuyển gen [3] Đề tài: NỘI DUNG Bối cảnh đời công nghệ chuyển gen Khái niệm Kỹ thuật chuyển gen Công nghệ tạo động vật chuyển gen Ứng dụng động vật chuyển gen Vấn đề nhận thức xung quanh động vật chuyển gen Bối cảnh đời công nghệ chuyển gen Vào thập kỷ 1970, thí nghiệm nghiên cứu thực với tế bào ung thư biểu bì phơi tế bào ung thư quái thai để tạo nên chuột thể khảm (Brinster,1974; Mintz Illmensee, 1975; Bradley, 1984) Trong động vật thể khảm này, tế bào nuôi cấy lấy từ dịng chuột đưa vào phơi dịng chuột khác quần tụ phôi trực tiếp (direct embryo aggregation) cách tiêm vào phôi giai đoạn phôi nang (blastocyst) Chuột thể khảm trưởng thành sinh đóng góp tế bào từ bố mẹ khác biểu tính trạng dòng Một kiểu chuyển genome khác động vật chuyển nhân nguyên từ phôi vào tế bào trứng chưa thụ tinh dòng nhận khác cách trực tiếp (Mc Grath Solter,1983) - Bước phát triển kỹ thuật chuyển gen thực cách tiêm retrovirus vào phôi chuột nuôi cấy trước (Jeanish Mintz, 1974; Jeanish, 1976) Thông tin di truyền virus chuyển cách hiệu vào genome động vật nhận sau lâu kỹ thuật sử dụng retrovirus làm vector cho đoạn DNA ngoại lai đặc biệt phát triển (Stuhmann, 1984) Sử dụng retrovirus vật truyền trung gian việc chuyển gen tạo nên tượng khảm mức độ cao Tuy nhiên kích thước gen chuyển bị giới hạn trình tự virus làm nhiễu biểu gen chuyển Sự đính đơn gen chuyển nằm bên cạnh DNA virus có lợi có yêu cầu tách dịng locus đính vào - Trong năm gần đây, số kỹ thuật tạo động vật chuyển gen khác công bố: phương pháp chuyển gen cách sử dụng tế bào gốc phôi (Grossler,1986), phương pháp chuyển đoạn nhiễm sắc thể nguyên (ví dụ chuột “transomic“, Richa Lo, 1988), chuyển gen trực tiếp vào tinh trùng kết hợp với thụ tinh in vitro (Lavitrano, 1989) Tuy nhiên, phương pháp vi tiêm DNA vào tiền nhân hợp tử phương pháp có hiệu nhất, sử dụng rộng rãi để tạo động vật chuyển gen Sử dụng phương pháp này, gen chuyển có chiều dài 50 kb virus, sinh vật tiền nhân, thực vật, động vật khơng xương sống động vật có xương sống chuyển vào genome động vật có vú chúng biểu tế bào sinh dưỡng tế bào sinh sản [7] Khái niệm 2.1 Chuyển gen Chuyển gen (transgenesis) đưa đoạn DNA ngoại lai vào genome thể đa bào, sau đoạn DNA ngoại lai có mặt hầu hết tế bào truyền lại cho hệ sau Vì khái niệm chuyển gen sử dụng cho thực vật động vật Nấm men, vi khuẩn tế bào nuôi cấy mang đoạn DNA ngoại lai gọi tế bào tái tổ hợp (recombinant cell) tế bào biến nạp (transformed cell) 2.2 Gen chuyển Gen chuyển (transgene) gen ngoại lai chuyển từ thể sang thể kỹ thuật di truyền Các gen chuyển sử dụng để tạo động vật, thực vật chuyển gen có nguồn gốc từ loài sinh vật khác nhau: động vật, thực vật, vi sinh vật người Ví dụ: gen người đưa vào chuột vật ni khác lợn, bị, cừu, chim 2.3 Ðộng vật chuyển gen Ðộng vật chuyển gen động vật có gen ngoại lai (gen chuyển) xen vào DNA genome Gen ngoại lai phải truyền lại cho tất tế bào, kể tế bào mầm Việc chuyển gen ngoại lai vào động vật thành công gen di truyền lại cho hệ sau Kỹ thuật chuyển gen 3.1 Mục đích kỹ thuật chuyển gen Mục đích chuyển gen thêm thơng tin di truyền ngoại lai vào genome, để ức chế gen nội sinh Trong số trường hợp, thay gen hoạt động chức gen hoạt động chức khác cần thiết Gen ngoại lai thể đột biến gen nội sinh gen hoàn toàn khác Sự thêm gen thực để cung cấp sinh vật mang protein Sự thêm gen sử dụng để nghiên cứu chế hoạt động promoter toàn thể Sự kết hợp gen reporter với promoter nguyên tắc chung phương pháp