CNSHDV: Nhân bản bằng kỹ thuật chuyển nhân

NHÂN BẢN BẰNG KỸ THUẬT CHUYỂN NHÂN TẾ BÀO Thực hiện: Thực hiện: LÊ THỊ ĐÀO LÊ THỊ ĐÀO Giáo viên hướng dẫn: TRẦN QUỐC DUNG Giáo viên hướng dẫn: TRẦN QUỐC DUNG Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ Phần II: NỘI DUNG 1. Khái niệm 2. Các kĩ thuật cơ bản nhân bản vô tính 2.1. Nhân bản phôi bằng phân tách các tế bào blastomere 2.2. Nhân bản phôi bằng chia cắt phôi túi (blastocyst division) 2.3. Nhân bản bằng chuyển nhân tế bào (Nuclear Transplanation) 2.4. Một số kĩ thuật chuyển nhân được dùng phổ biến 3. Thành tựu của công nghệ nhân bản vô tính ở động vật 4. Một số khiếm khuyết ở động vật nhân bản vô tính 5. Ứng dụng của nhân bản vô tính ở động vật 6. Vấn đề đạo lí sinh học Phần III: KẾT LUẬN Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ Trong vài thập kỷ gần đây, chúng ta đã được chứng kiến nhiều thành tựu quan trọng trong nghiên cứu về nhân bản cũng như những tranh cãi về tính đạo đức trong nghiên cứu lĩnh vực này. Nghiên cứu về nhân bản trang bị cho chúng ta những hiểu biết về quá trình hình thành cơ thể sinh vật từ một tế bào đơn lẻ hay quá trình các tế bào khỏe mạnh thay thế các tế bào bị tổn thương trong các cơ thể trưởng thành, mang lại cho nhân loại hy vọng chữa được nhiều bệnh mãn tính và nan giải mà hiện nay chưa có biện pháp điều trị hiệu quả. Nhân bản (cloning) vô tính không phải là cuộc “cách mạng” trong kỹ thuật sinh học, bất ngờ đến mức choáng váng. “Cloning” là một từ đã trở nên quen thuộc từ lâu. Song với sự ra đời cừu Dolly bằng kỹ thuật chuyển nhân đã làm cả thế giới hoang mang, lo sợ rằng các nhà Sinh học sẽ cướp đi quyền tạo hoá để tiến tới cả clone người. Nhiều ý kiến, nhiều cuộc tranh luận và đã có nhiều thí nghiệm tạo dòng vô tính trên động vật. Khả năng tạo ra một đứa trẻ nhân bản là hoàn toàn có thể xảy ra. Con người cần phải chuẩn bị cho những thay đổi lớn lao. Phần II: NỘI DUNG 1. Khái niệm Nhân bản (cloning) là tạo ra “bản sao” của một tế bào hoặc một sinh vật. Các “bản sao” được tạo ra bằng kỹ thuật cloning được gọi là các clone. Dòng (clone) dùng để chỉ những phân tử DNA, những tế bào, những cơ thể hoàn chỉnh có cùng một cấu trúc di truyền. Nhân bản người và động vật có thể xảy ra trong tự nhiên hoặc nhân tạo. Đây là một hình thức sinh sản đặc biệt mà kết quả là tạo ra các cơ thể giống hệt nhau về gen. Nhân bản xảy ra trong tự nhiên (các trường hợp sinh đôi cùng trứng) còn nhân bản vô tính từ các tế bào trưởng thành chỉ có thể xảy ra trong phòng thí nghiệm. 2. Các kĩ thuật nhân bản vô tính (reproductive cloning) Nhân bản phôi động vật (cloning) hiện nay dùng một trong 3 kỹ thuật sau: - Phân tách các tế bào blastomere (blastomere separation), - Chia cắt phôi túi (blastocyst division) - Kỹ thuật chuyển nhân tế bào thân (somatic cell nuclear transfer) Đầu tiên trứng và tinh trùng được thụ tinh trong ống nghiệm tạo thành phôi. Phôi này được nuôi cấy cho phát triển đến giai đoạn 2 hoặc 4 tế bào, có thể lên 8 tế bào (blastomere). Đến giai đoạn này người ta tách bỏ màng bọc phôi và chuyển phôi vào một môi trường đặc biệt làm cho các blastomere tách rời nhau ra. Mỗi blastomere này sau đó được nuôi cấy riêng biệt cho phép hình thành nên một phôi. Phương pháp này có thể tạo ra tối đa là 4 phôi bản sao giống hệt phôi ban đầu về mặt di truyền. Mỗi phôi mới được tạo ra bằng phương pháp này sau đó có thể đem cấy vào tử cung một “mẹ nuôi” cho phép phôi phát triển thành thai nhi trong quá trình mang thai của “mẹ nuôi”. Trong kỹ thuật này, các cá thể “bản sao” vẫn mang bộ gen lưỡng bội có nguồn gốc từ hai bố- mẹ. 2.1.Nhân bản phôi bằng phân tách các tế bào blastomere (blastomere seperation) Tóm tắt quy trình:  Tạo phôi: Chọn phôi ở giai đoạn sớm 2 – 4 hay 8 tế bào.  Tách rời các tế bào: giai đoạn này các tế bào liên kết yếu nên dùng enzyme tripsin hoặc lắc nhẹ trong môi trường ổn nhiệt và không có ion Ca2+, Mg2+.  Đóng gói tế bào phôi: mỗi tế bào phôi được bọc trong màng zona.  Nuôi cấy phôi in vitro đến giai đoạn plastocyst và cấy truyền vào mẹ nhận phôi đã gây đồng pha.  Đến nay, kĩ thuật này đã áp dụng thành công ở chuột nhà, chuột cống, bò, thỏ, cừu, lợn, khỉ Rhesus. Việc tăng số lượng phôi nhằm mục đích nhân nhanh những loài có giá trị về mặt di truyền, giúp cho việc xác định giới tính phôi, giúp cho các vấn đề nghiên cứu cơ bản và ứng dụng. Đầu tiên trứng và tinh trùng cũng được thụ tinh trong ống nghiệm tạo thành phôi. Nhưng khác với kỹ thuật phân tách blastomere, phôi này được nuôi cấy cho phân chia tới khi tạo thành blastocyst. Lúc này người ta chia cắt blastocyst đó thành 2 phần và cấy nửa đó vào tử cung của một “mẹ nuôi”. Qua quá trình mang thai tự nhiên, hai nửa blastocyst này phát triển thành hai cá thể sinh đôi giống hệt nhau. Cũng như các “bản sao” được tạo ra bằng kỹ thuật phân tách blastomere, các “bản sao” được tạo ra trong kỹ thuật chia cắt blastocyst cũng mang bộ gen lưỡng bội có nguồn gốc từ hai bố-mẹ. Kĩ thuật này chỉ nên chọn những phôi được xác định chắc chắn là phát triển bình thường. Chọn giai đoạn phôi dâu già hoặc phôi nang sớm, khi khối tế bào đủ lớn và chưa biệt hóa sẽ cho kết quả tách phôi cao hơn. Nếu tách ở giai đoạn phôi dâu, chỉ cần tách hai khối mầm phôi. Nếu cắt ở giai đoạn phôi nang, cần tách đều phần nhân và phần lá nuôi. 2.2. Nhân bản phôi bằng chia cắt phôi túi (blastocyst division)  Quan điểm 1: Chỉ cần cắt nhân (mầm phôi), sau đó cấy nửa phôi vào màng zona trước khi nuôi cấy. Dùng lưỡi dao cắt màng zona, mở rộng vết cắt, hút nhân phôi ra ngoài. Cố định nhân phôi và cắt làm hai phần, hút một nửa nhân phôi trở lại vào màng vừa cắt, còn nửa kia được đưa vào một màng zona của trứng khác đã tách  Quan điểm 2: Sau khi tách phôi, đem phôi đi cấy ngay, không cần đưa vào màng zona. * Yêu cầu của hai phương pháp: mỗi nửa phôi phải có ít nhất 40 - 45% khối tế bào còn nguyên vẹn. Sau khi cắt, phôi được nuôi cấy trong môi trường mới 2 - 3 giờ trước khi cấy hoặc bảo quản đông lạnh. 2.2. Nhân bản phôi bằng chia cắt phôi túi (blastocyst division) Để nhân bản bằng kỹ thuật chuyển nhân cần có hai tế bào, một tế bào trứng và một tế bào cho nhân. Qua thực nghiệm thấy trứng chưa thụ tinh phù hợp nhất cho kỹ thuật này vì nó dễ dàng dung nạp nhân cho hơn. Tế bào trứng phải được loại bỏ nhân, quá trình này làm mất hầu hết thông tin di truyền của trứng. Bằng các kỹ thuật khác nhau, tế bào thân được đưa về giai đoạn G0 (pha không hoạt động) khi đó hoạt động sinh học của tế bào thân được “tắt” nhưng tế bào không chết. Ở trạng thái này nhân tế bào thân đã sẵn sàn được trứng chấp nhận. Đặt nhân tế bào cho vào trong tế bào trứng đã loại nhân. Sau đó tế bào trứng được kích thích phát triển thành phôi trên in vitro và được đưa vào tử cung “mẹ nuôi” cho phát triển thành thai. Nếu tất cả các khâu trong quá trình này được thực hiện một cách chính xác, một bản sao của động vật cho nhân sẽ ra đời. 2.3. Nhân bản bằng chuyển nhân tế bào thân (somatic cell nuclear transfer) [...]... tinh trùng) còn vật liệu của nhân bản bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào là các “phôi vô tính” được tạo ra bằng cách chuyển nhân một tế bào thân sang một tế bào trứng đã hút bỏ nhân Cả phôi thụ tinh nhân tạo và phôi được tạo ra bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào thân đều là các tế bào gốc toàn năng, có khả năng phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh Khác với nhân bản bằng kỹ thuật phân tách blastomere và... được nhân bản bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào thân chỉ mang vật liệu di truyền của một bố hoặc mẹ 2.4 Một số kĩ thuật chuyển nhân được dùng phổ biến 2.4.1 Kĩ thuật tạo dòng vô tính Roslin Đây là kĩ thuật tạo ra cừu Dolly tại viện Roslin (Scotland) 2.4 Một số kĩ thuật chuyển nhân được dùng phổ biến Trong kĩ thuật này, Wilmut đã làm đồng bộ hóa chu kì của tế bào (synchronizing cell cycles) cho nhân. .. bằng kĩ thuật này Kỹ thuật Honolulu thành công nhất với các tế bào gò trứng (cumulus cell), vì lý do này các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào sử dụng tế bào này Kỹ thuật Honolulu được cho là ưu việt hơn kỹ thuật Roslin và đã được ứng dụng rộng rãi để nhân bản vô tính các động vật khác 2.4 Một số kĩ thuật chuyển nhân được dùng phổ biến 2.4.3 Một số khác biệt giữa kỹ thuật Roslin và Honolulu Kỹ thuật. .. thể cho tế bào thân (Mục đích nhân bản trị liệu) - Hoặc đem cấy vào tử cung của một “mẹ nuôi” để cho phát triển thành bào thai, qua đó có thể tạo nên một bản sao” giống hệt cơ thể cho nhân tế bào thân (Mục đích nhân bản vô tính động vật/người) Như vậy, vật liệu của nhân bản phôi bằng kỹ thuật phân tách blastomere và phân chia blastocyst là phôi được thụ tinh bằng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm... cho nhân và trạng thái nguyên sinh chất của trứng có ảnh hưởng lớn đến sự thành công trong chuyển nhân 2.3 Nhân bản bằng chuyển nhân tế bào thân (somatic cell nuclear transfer) 2.3.3 Chuyển nhân Phương pháp thông thường để chuyển nhân của tế bào cho vào trứng là dung hợp màng hai tế bào trên dưới sự hỗ trợ của kích thích xung điện, xử lí hóa chất hoặc dùng virus Sendai - Để tiến hành dung hợp bằng. .. DNA nhân và DNA ty thể) bởi vì DNA ngoài nhân (DNA ty thể) có nguồn gốc từ bào tương tế bào trứng của cơ thể “mẹ” Nhiều bản sao” có thể được tạo ra bằng cách chuyển các nhân giống nhau vào các trứng lấy từ một cơ thể cho duy nhất - Nếu các nhân tế bào thân và trứng lấy từ các cá thể khác nhau, chúng sẽ không hoàn toàn giống cơ thể cho nhân vì các bản sao” sẽ khác ở một số gen ty thể 2.3 Nhân bản bằng. .. có con của chính mình Kĩ thuật tách phôi làm tăng tỉ lệ mang thai e Nhân bản trị liệu (therapeutic cloning) Nhân bản trị liệu là một chiến lược điều trị bằng tế bào gốc Nhân bản trị liệu kết hợp các biện pháp thay thế nhân tế bào (nhằm tạo ra các tế bào gốc người “cá thể hóa”), nuôi cấy và làm biệt hóa các tế bào gốc người này và sử dụng chúng vào điều trị Mục đích của nhân bản trị liệu là tạo ra các... vật 5 Ứng dụng của tạo dòng vô tính ở động vật e Nhân bản trị liệu (therapeutic cloning) Quy trình nhân bản trị liệu khởi đầu với các giai đoạn giống hệt nhân bản vô tính Các tế bào khỏe mạnh được lấy ra từ một bệnh nhân, sau đó nhân tế bào khỏe mạnh này được hút ra và đưa vào một tế bào trứng đã hút bỏ nhân tạo thành một “phôi vô tính” Khác với nhân bản vô tính người và động vật, “phôi vô tính” này... Luật pháp một số nước (Mỹ, Châu Âu) đã ngăn cấm việc nhân bản vô tính người, tuy nhiên vẫn đang có một số tổ chức tôn giáo và cá nhân cố gắng thực hiện công việc này Phần III: KẾT LUẬN Công nghệ nhân bản vô tính bằng kỹ thuật chuyển nhân cũng rất khó khăn và phức tạp, nhưng đã thực hiện thành công ở nhiều nước, kể cả những nước đang phát triển Kĩ thuật này đã có đóng góp quan trọng trong nông nghiệp,...2.3 Nhân bản bằng chuyển nhân tế bào thân (somatic cell nuclear transfer) 3.3.1.Chuẩn bị cytoplast Các trứng chưa thụ tinh được sử dụng làm tế bào nhận nhân mới sau khi đã loại bỏ nhân của chính chúng Các trứng này được thu nhận bằng phương pháp chọc hút buồng trứng, sau đó nuôi cấy in vitro và được loại bỏ nhân - Nếu trứng được dùng trong quy trình này được lấy từ cùng cá thể cho nhân tế bào . Các kĩ thuật cơ bản nhân bản vô tính 2.1. Nhân bản phôi bằng phân tách các tế bào blastomere 2.2. Nhân bản phôi bằng chia cắt phôi túi (blastocyst division) 2.3. Nhân bản bằng chuyển nhân tế. tinh bằng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm (có sự tham gia của trứng và tinh trùng) còn vật liệu của nhân bản bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào là các “phôi vô tính” được tạo ra bằng cách chuyển. thành một cơ thể hoàn chỉnh. Khác với nhân bản bằng kỹ thuật phân tách blastomere và phân chia blastocyst, các động vật được nhân bản bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào thân chỉ mang vật liệu di