ĐỀ CƯƠNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

Câu 1: Công nghệ tế bào động vật là gì? Hãy cho biết nền tảng khoa học và kỹ thuật của công nghệ tế bào động vật? Trình bày genomic và bộ gen người?- Công nghệ Sinh học trên người và động vật (CNSHTN&ĐV) là những kỹ thuật CNSH tiến hành hoặc ứng dụng trên người và động vật. Ở nước ta, CNSH trên người chưa thực sự phát triển thành một lĩnh vực độc lập, nên thường được gọi chung là Công nghệ Sinh học Động vật (CNSH ĐV).- Nền tảng khoa học và kỹ thuật: Genomic và bộ gen người Kỹ thuật tế bào động vật in vitro Công nghệ Nano và micro Cytomics Proteomics Genomic và bộ gen người Genomics là lĩnh vực nghiên cứu về thành phần, tổ chức, chức năng và tiến hóa của thông tin di truyền chứa trong bộ gen Ba lĩnh vực chính của genomics: hệ gen cấu trúc (structure genomics), hệ gen chức năng (functional genomics), hệ gen so sánh (comparative genomics). Hệ gen cấu trúc (structure genomics)o là khái niệm để chỉ thành phần và cấu trúc một bộ gen. Để tìm hiểu, xác định cấu trúc gen trong bộ gen, cần lập bản đồ di truyền, bản đồ vật lí của chúng.o Bản đồ di truyền (genetic map), hay bản đồ liên kết (linking map) là sự biểu thị vị trí tương đối của các gen có quan hệ với nhau. Trong đó, ít nhất có vài gen đã biết trước chính xác vị trí của chúng trên nhiễm sắc thể (NST). Bản đồ di truyền được thiết lập dựa trên chức năng di truyền thông qua các thí nghiệm tái tổ hợp.o Bản đồ vật lí (physical map) được thiết lập dựa trên sự phân tích trực tiếp DNA và khoảng cách giữa các gen được đo theo thông số cặp base, Kilobase hay Megabase (bp, Kb, Mb). Bản đồ vật lý sẽ cung cấp thông tin về vị trí các gen, các DNA marker và sự phân mảnh của NST. Thông tin này giúp định vị và lắp đặt các mảnh DNA sau khi được giải trình tự vào trong bộ gen, sao cho đúng vị trí của chúng.

1 ĐỀ CƯƠNG HOÀN CHỈNH ĐỀ CƯƠNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT K55CNSHA CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU (cả nhà không tập chung chương này nhé) Câu 1: Công nghệ tế bào động vật là gì? Hãy cho biết nền tảng khoa học và kỹ thuật của công nghệ tế bào động vật? Trình bày genomic và bộ gen người? - Công nghệ Sinh học trên người và động vật (CNSHTN&ĐV) là những kỹ thuật CNSH tiến hành hoặc ứng dụng trên người và động vật. Ở nước ta, CNSH trên người chưa thực sự phát triển thành một lĩnh vực độc lập, nên thường được gọi chung là Công nghệ Sinh học Động vật (CNSH ĐV). - Nền tảng khoa học và kỹ thuật:  Genomic và bộ gen người  Kỹ thuật tế bào động vật in vitro  Công nghệ Nano và micro  Cytomics  Proteomics  Genomic và bộ gen người  Genomics là lĩnh vực nghiên cứu về thành phần, tổ chức, chức năng và tiến hóa của thông tin di truyền chứa trong bộ gen  Ba lĩnh vực chính của genomics: hệ gen cấu trúc (structure genomics), hệ gen chức năng (functional genomics), hệ gen so sánh (comparative genomics).  Hệ gen cấu trúc (structure genomics) o là khái niệm để chỉ thành phần và cấu trúc một bộ gen. Để tìm hiểu, xác định cấu trúc gen trong bộ gen, cần lập bản đồ di truyền, bản đồ vật lí của chúng. o Bản đồ di truyền (genetic map), hay bản đồ liên kết (linking map) là sự biểu thị vị trí tương đối của các gen có quan hệ với nhau. Trong đó, ít nhất có vài gen đã biết trước chính xác vị trí của chúng trên nhiễm sắc thể (NST). Bản đồ di truyền được thiết lập dựa trên chức năng di truyền thông qua các thí nghiệm tái tổ hợp. o Bản đồ vật lí (physical map) được thiết lập dựa trên sự phân tích trực tiếp DNA và khoảng cách giữa các gen được đo theo thông số cặp base, Kilobase hay Megabase (bp, Kb, Mb). Bản đồ vật lý sẽ cung cấp thông tin về vị trí các gen, các DNA marker và sự phân mảnh của NST. Thông tin này giúp định vị và lắp đặt các mảnh DNA sau khi được giải trình tự vào trong bộ gen, sao cho đúng vị trí của chúng. 2 o Để lập bản đồ vật lý, bộ gen của sinh vật được cắt thành những mảnh nhỏ o Bản đồ vật lý có độ phân giải cao hơn bản đồ di truyền, độ chính xác cao hơn. o Nhiều kỹ thuật hiện đại giúp bản đồ vật lý: - Bản đồ dựa trên các vị trí cắt giới hạn. - Bản đồ dựa trên các điểm đánh dấu trình tự (Sequence tagged site – STS). - Bản đồ dựa trên các phương pháp lai tại chỗ, có gắn chất huỳnh quang -(Flourescent in situhydridization – FISH). - Giải trình tự DNA. o Hệ gen chức năng (Functional genomics) o chỉ định các gen, nhận diện và tổ chức các gen này và quan trọng nhất là chỉ ra được chức năng của chúng o Mục đích chính của hệ gen chức năng bao gồm cả việc chỉ định tất cả các phân tử RNA phiên mã từ genome và tất cả các protein được mã hóa từ trong bộ gen o có thể sử dụng các công cụ tin sinh học như: - Dự đoán chức năng gen từ trình tự gen -Phương pháp dò tìm chức năng theo hướng đồng dạng -Phương pháp dò tìm chức năng dựa trên sự so sánh vùng chủ đạo -Phương pháp dò tìm chức năng gen dựa trên chất biểu hiện phát sinh chủng loài (phylogenetic profile method) -Phương pháp Rossetta Stone -hương pháp hàng xóm gen (gene neighbor method) -kỹ thuật microarray -Xét nghiệm đột biến o Hệ gen so sánh (comperative genomics) o cung cấp thông tin về thành phần và tổ chức của hệ gen, không chỉ của các loài khác nhau mà có thể của những thành viên của cùng một loài => suy luận về chức năng của gen và sự tiến hóa của genome o Ở mức độ DNA, người và các sinh vật khác có rất ít khác biệt. Đến nay, người ta đã hoàn thành việc lập bản đồ bộ gen của các sinh vật mô hình bao gồm tinh tinh, chuột, ruồi giấm, giun tròn, nấm men, E.coli… và gần đây là chuột túi (2/2005). Các sinh vật này được sử dụng để so sánh, tìm hiểu bộ gen người.  Chiến lược giải trình tự bộ gen người o kỹ thuật ‘’shotgun” là kỹ thuật xác định trình tự gen bằng cách chia nhỏ đoạn gen, xác định trình tự sau đó sẽ được lắp ghép lại o Shotgun theo cấp bậc (HS) : Trong chiến lược này, bộ gen được làm vỡ thành một nhóm các clone trung bình như các NST nhân tạo vi khuẩn. Trình tự của mỗi BAC được xác định bằng giải trình tự shotgun, và trình tự của bộ gen được tạo ra bằng cách nối các trình tự BAC. Chiến lược HS cung cấp một con đường chắc chắn cho sản xuất trình tự chính xác 3 o Shotgun cả bộ gen (WGS: Trong chiến lược này, bộ gen được làm vỡ thành những trình tự read ngẫu nhiên riêng lẻ, sau đó chúng được kết hợp lại thành bộ gen hoàn chỉnh. Chiến lược WGS tránh được các công việc chuẩn bị ban đầu, nhưng cũng có nhiều bất lợi như có nguy cơ cao việc kết hợp nhầm  Ứng dụng và triển vọng - Thuốc phân tử (Molecular medicine) - Các nguồn năng lượng và các ứng dụng môi trường - Đánh giá rủi ro - Sinh khảo cổ, nhân loại học, tiến hóa và sự di cư người - DNA pháp y (DNA forensic) - Nông nghiệp, sinh sản vật nuôi và chế biến sinh học Câu 2: Trình bày những hiểu biết của bạn về PROTEOMICS? CYTOMICS, CÔNG NGHỆ NANO VÀ MICRO  Khái niệm: Proteomics là khoa học nghiên cứu proteome. Proteome là toàn bộ các protein được biểu hiện bởi cả genome. Chính vì một số gen mã hóa cho nhiều protein khác nhau, nên kích thước của proteome thường lớn hơn so với số lượng gen.  Các công cụ của proteomics:  Công cụ đầu tiên của proteomics là dữ liệu: Các dữ liệu protein, EST (expressed sequence tag) và trình tự bộ gen được thu thập tạo ra mục lục các protein được biểu hiện trong sinh vật  Công cụ thứ hai là khối phổ (Mass spectrometry – MS: - Cung cấp sự đo lường chính xác khối lượng phân tử của một protein nguyên vẹn như 100 kDa hay hơn - Cung cấp sự đo khối lượng chính xác các peptide từ quá trình protolytic - Cung cấp các trình tự của peptide từ quá trình thủy giải  Công cụ thứ ba là các phần thu gom: Kết hợp các dữ liệu MS với các trình tự protein đặc biệt có sẵn trong cơ sở dữ liệu. Các phần mềm này sẽ lấy các dữ liệu MS không được giải thích rõ ràng và kết hợp nó với những trình tự ở cơ sở dữ liệu protein, hay EST và trình tự bộ gen với các thuật toán đặc biệt  Công cụ cần thiết thứ tư là kỹ thuật phân tách protein: Sự phân tách các protein làm đơn giản các hỗn hợp protein thành các protein đơn lẻ hay các nhóm nhỏ và chúng cho phép phát hiện các khác biệt trong các mức độ protein so sánh giữa hai mẫu  Các ứng dụng của proteomics 4  Khai Thác: Là một áp dụng đơn giản của việc xác định tất cả (hay một lượng lớn) các protein trong một mẫu. Mấu chốt của mining là sắp xếp proteome trực tiếp hơn là suy luận thành phần của proteome từ các cơ sở dữ liệu biểu hiện gen  Ghi nhận sự biểu hiện đặc biệt: Là sự xác định các protein trong một mẫu đặc biệt, cũng như chức năng của một trạng thái đặc biệt của tế bào hay cơ thể hay chức năng của sự tiếp xúc với thuốc, các kích thích hóa lí. Sự ghi nhận biểu hiện là một dạng đặc biệt của khai thác được áp dụng phổ biến  Lập các sơ đồ mạng lưới protein: Là một chiến lược proteomics để xác định, làm thế nào các protein tương tác với nhau trong các hệ thống sống. Hầu hết các protein biểu hiện những chức năng của nó trong sự kết hợp gần gũi với các protein khác  Lập bản đồ các biến đổi protein: Là vấn đề xác định làm thế nào và ở đâu các protein bị biến đổi. Nhiều biến đổi sau dịch mã điều khiển mục tiêu, cấu trúc, chức năng và sự lưu thông đổi mới của các protein  CYTOMICS: nghiên cứu các quá trình sinh hóa, nhằm kết hợp các cơ chế ở mức thấp hơn vào các quá trình ở mức tế bào và cuối cùng là cơ thể. Các phản ứng nối chọn lọc hóa học được thiết kế để chỉ biến đổi một thành phần giữa tất cả các thành phần và vai trò của chúng trong các quá trình ở mức tế bào.  CÔNG NGHỆ NANO VÀ MICRO:  Công nghệ nano liên quan đến khả năng sắp xếp các phân tử và các nguyên tử thành các cấu trúc phân tử. Nó có tác động chính lên máy tính, các vật liệu và sự sản xuất các công cụ, thiết bị, khả năng can thiệp vào các cấp độ điều trị bệnh.  Các kỹ thuật thiết kế máy micro đang phát triển nhanh chóng và có nhiều ứng dụng trong các vi dòng (microfluidic), trong các sensor, sợi quang học…  Ứng dụng microrobot và các nanorobot trong cơ thể người là điều cần thiết, nhằm phát triển các hoạt động có mục tiêu của thiết bị, như tách bỏ vật chướng ngại (cục máu đông), tạo các cấu trúc giàn (scaffold), đo các chỉ tiêu tế bào…  Sự ra đời của biochip là một tiến bộ vượt bậc của công nghệ sinh học nano, chúng chứa đựng một phạm vi rộng các vấn đề nghiên cứu như genomics, proteomics, sinh học máy tính và dược học, cũng như một số hoạt động khác • Kỹ thuật tế bào động vật IN VITRO  Nuôi cấy các tế bào động vật lượng lớn là nền tảng của sản xuất vaccine virus và nhiều sản phẩm công nghệ sinh học khác. Các chất sinh học được sản xuất bằng kỹ thuật DNA tái tổ hợp trong nuôi cấy tế bào động vật như enzyme, hormone, các kháng thể đơn dòng, interleukin… hay nhân tố kháng ung thư. 5  Tuy mới phát triển, nhưng các tế bào gốc (stem cell) đã hứa hẹn nhiều ứng dụng to lớn trong y sinh học. Câu 3: Cho biết các thành tựu điển hình của công nghệ tế bào động vật? Nêu các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản? • Các thành tựu điển hình của công nghệ tế bào động vật:  Hỗ trợ sinh sản  Động vật biến đổi gen  Công nghệ tế bào gốc  Chẩn đoán bệnh  Liệu pháp gen  Vật liệu y – sinh • Các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản:  kỹ thuật IVF (in vitro fertilization):  Thụ tinh trong ống nghiệm trên người được tiến hành từ năm 1961 nhưng mãi đến năm 1978 mới có em bé đầu tiên ra đời (bé Louise Brown). Năm 1982, Brackett và cộng sự (cs), đã nuôi và sử dụng tế bào trứng chín in vitro (của bò). Từ đó, công nghệ này phát triển vượt bậc.  Thụ tinh trong ống nghiệm thường kết hợp với kỹ thuật chuyển phôi vào tử cung hay cấy truyền hợp tử. Để tăng hiệu quả, người ta còn thử nghiệm kỹ thuật chuyển giao tử vào vòi trứng hay cấy chuyển phôi vào vòi trứng của động vật mang  kỹ thuật ICSI((Intracytoplasmic sperm injection))  là kỹ thuật bơm tinh trùng vào trứng với sự hỗ trợ của những thiết bị hiện đại. Tuy mới ra đời (1993) nhưng ICSI đã cho thấy hiệu quả trong việc điều trị vô sinh, đặc biệt là vô sinh do khả năng sống và hoạt động của tinh trùng kém. kỹ thuật này đã thành công ở thỏ, bò, ngựa, chó, heo, ngựa vằn… ICSI điều trị vô sinh trên người cũng đã thu được những kết quả tốt.  Tuy nhiên, kỹ thuật ICSI cũng có thể ẩn chứa nhiều nguy cơ: -Sự lan truyền những bệnh di truyền tiềm ẩn, bởi vô sinh nam thường do sự bất thường về NST hay những bất thường khác về mặt di truyền. - Sự không nhất quán chất lượng, thiếu chuẩn hóa tự nhiên của tinh trùng. - Tiến trình sinh học của sự thụ tinh không hoàn chỉnh. - Có khả năng sai lệch trong sự biểu hiện gen. Trường hợp này thường xảy ra khi sử dụng tinh trùng chưa trưởng thành.  kỹ thuật ROSI (Round spermatid injection – tiêm những tinh trùng hình tròn)  đang mở ra hy vọng mới cho những trường hợp nam không thể sản xuất tinh trùng. Đây là những tế bào hình thành trong quá trình sinh tinh, mang bộ NST đơn bội, nhưng không có khả năng kích hoạt trứng ở giai đoạn giảm phân II.  Chuyển phôi (hay cấy chuyền) là quá trình đưa phôi vào cá thể cái nhận. 6  Chuyển phôi thường kết hợp với một số kỹ thuật hỗ trợ khác như thụ tinh trong ống nghiệm, cắt phôi, đông lạnh… được ứng dụng để nhân nhanh các động vật nuôi, đặc biệt là bò  Điều khiển giới tính phôi là xác định giới tính thông qua phôi có thể được thực hiện qua việc chọn lọc giới tính tinh trùng, hoặc xác định trực tiếp giới tính của phôi. Xác định giới tính tinh trùng dựa vào tính tích điện hay khối lượng riêng của tinh trùng mang NST X hay Y, hoặc dựa vào kiểu hình khác biệt giữa tinh trùng mang NST X và Y. Máy flow cytometer cho hiệu quả chọn lọc giới tính rất cao. Phương pháp miễn dịch cũng được ứng dụng thông qua việc xác định  thể Barr hay phân tích NST tế bào phôi. Các phương pháp di truyền có thể xác định giới tính phôi ở giai đoạn sớm 12-14 ngày tuổi.  Tạo dòng (cloning) là tạo ra một bản copy của một cá thể nào đó  Cừu Dolly là động vật có vú đầu tiên được nhân dòng từ tế bào 2n trưởng thành  Năm 2004, một con chuột được tạo dòng bằng cách sử dụng bằng cách dùng nhân của tế bào thần kinh khứu giác  Có thể tạo dòng các động vật bằng hai phương pháp: cắt phôi hay chuyển nhân. Tuy nhiên, khi đề cập đến tạo dòng vô tính, người ta thường nghĩ đến việc nhân bản (cloning), đó là việc chuyển nhân (2n) của tế bào sinh dưỡng.  Ngày nay, với sự hoàn thiện của kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật, dựa trên nguyên lý của tạo dòng bằng cắt phôi, kỹ thuật tạo dòng phôi (embryo cloning) được ra đời. Trong những phương pháp này, phôi ở giai đoạn sớm (morula chẳng hạn, hay sớm hơn) được tách ra thành từng tế bào và nuôi cấy riêng lẻ, sau một thời gian chúng sẽ có khả năng tạo ra một phôi mới hoàn chỉn  Trong chuyển nhân các tế bào phôi, tế bào cho nhân được thu nhận từ giai đoạn blastocyst. Từ tế bào phôi ở giai đoạn này đã thể hiện một số gen nền (paternal gene) vốn không có ở nhân của tế bào trứng trưởng thành. Trong chuyển nhân tế bào sinh dưỡng, người ta cũng đã tiến hành thu nhận nhân tế bào của bất kì cơ quan nào để chuyển sang tế bào trứng đã loại nhân trước đó  Những rủi ro có thể xảy ra ở những động vật tạo dòng vô tính bằng nhân tế bào trưởng thành bao gồm: 1. Sai sót xảy ra trong quá trình thao tác khi mà gen và tế bào tái thiết lập chương trình (reprogramming) 2. Lỗi trong quá trình sao chép 3. Sự không phù hợp trong điều hòa hoạt động giữa DNA ti thể của tế bào nhận và DNA nhân của tế bào cho 4. Sự ngắn dần của các telomere 5. Sự đột biến có thể xảy ra trong quá trình tiến hành thao tác 6. Sự bất hoạt NST  Tuy nhiên, chưa có bằng chứng cụ thể nào cho thấy sản phẩm từ động vật tạo dòng vô tính bằng nhân tế bào sinh dưỡng cũng như từ con cái chúng là không an toàn  kỹ thuật IVM (in vitro maturation – nuôi chín trong ống nghiệm): 7  nhằm thu nhận và làm chín các tế bào sinh dục. Việc này có ý nghĩa lớn đối với các bệnh nhi được điều trị bằng những tác nhân có khả năng gây đột biến di truyền.  Nguồn tế bào sinh dục thu từ mẫu mô thường được sử dụng để tiến hành ICSI, nhờ đó, những người này khi trưởng thành vẫn có thể có con bình thường.  Câu 4: Hãy cho biết quy trình tạo động vật chuyển gen? (1) Gen có chức năng nào đó được lựa chọn và phân lập trong phòng thí nghiệm (2) Một con vật cho được gây siêu bài noãn và thu hoạch phôi từ ống dẫn trứng (3) Gen được đưa vào trứng được thụ tinh bằng kỹ thuật vi tiêm (4) Phôi chuyển gen được đưa vào con vật nhận mà có thể cho ra đời con non có gen đã chuyển (5) Kiểm tra con non đối với gen mới chuyển, lai tạo để tạo con non có tính ổn định di truyền về tính trạng mới - Tuy nhiên những ứng dụng này tiềm ẩn nhiều rủi ro, đáng lo ngại cho người sử dụng - Nguy cơ lớn nhất là việc xuất hiện nhiều virus gây bệnh do sự tái tổ hợp giữa trình tự của vector chuyển gen với các virus nội sinh. - Những ứng dụng của dị ghép có thể sẽ cứu sống được nhiều bệnh nhân. - Hiện tại động vật duy nhất được dùng để thu nhận mô cấy ghép là heo. Việc cấy ghép bao gồm nhiều kỹ thuật phức tạp: cấy nhưng tế bào đơn ghép mô hay cấy ghép cả cơ quan trọn vẹn… - Dị ghép có thể đưa đến những rủi ro lớn cho người nhận mô ghép: - Các tác nhân gây ngoại nhiễm và retrovirus nội sinh, về nguyên tắc, chúng có thể truyền nhiễm từ cơ thể này sang cơ thể khác, hay qua sinh sản - Các tác nhân trên đều có thể vô hiệu bằng biện pháp ngăn chặn thích hợp (tiêm chủng, chọn lọc loại bỏ…) mặc dù rất khó khăn, vì chúng tồn tại số lượng lớn, đa dạng, trong khi chuẩn đoán hiệu quả chưa đủ cơ sở Nảy sinh nhiều tranh cãi về tính an toàn của người tiêu dùng và môi trường: Liệu có thể loại bỏ hết toàn bộ hoạt tính của của các sản phẩm chuyển gen bằng những hình thức chế biến thông thường như nấu chín …? Nguy cơ gây di ứng đối với người tiêu dùng, Độc tố của sản phẩm đối với sức khỏe người tiêu dùng, Rủi ro về môi trường của thủy sinh vật chuyển gen…. Câu 5: Tế bào gốc là gì? Những mặt thuận lợi và khó khăn của tế bào gốc? - Khái nhiệm: Tế bào gốc (stem cell) là những tế bào có khả năng trẻ hóa lâu dài và có thể hoạt hóa thành các loại tế bào chức năng khác… - Ứng dụng của tế bào gốc có thể theo các hướng: 8 1. Thay thế mô hoặc cơ quan 2. Sửa chữa những tế bào đã bị hỏng 3. Phương tiện (vector) cho những liệu pháp di truyền 4. Phương tiện (vector) cho những tác nhân liệu pháp hóa học - Thuận lợi:  Khả năng bị thải loại thấp  Kết hợp hoàn toàn  Các tế bào gốc có thể biệt hóa thành tế bào cơ tim, tế bào thần kinh, tế bào cơ… khi nuôi trong môi trường dinh dưỡng thấp - Khó khăn:  Chỉ 25% trứng được nhân dòng trở thành phôi  Khoảng 5% trong số đó phát triển thành dòng tế bào  Chi phí điều trị bằng liệu pháp này cao - Những câu hỏi đặt ra khi hướng đến liệu pháp tế bào gốc  Có chắc chắn rằng những tế bào gốc phôi nuôi cấy in vitro sẽ cho ra tất cả các loại tế bào của một cơ thể trưởng thành hay không?  Có chắc chắn rằng những tế bào gốc phôi khi nuôi cấy in vitro sẽ có chức năng giống như chúng phát triển bình thường trong phôi hay không?  Có chắc là khi đem nuôi cấy in vitro những tế bào gốc phôi, chúng sẽ không bị đột biến? Khó khăn vẫn là vấn đề đạo lý và pháp luật. Câu 6: Trình bày ứng dụng của công nghệ tế bào động vật trong chẩn đoán bệnh? - Chẩn đoán bệnh là những kỹ thuật tiên lượng khả năng mắc bệnh, hay nguyên nhân mắc bệnh do nhưng tác nhân khác nhau gây ra. - Chẩn đoán bệnh được chia thành ba phương pháp: chẩn đoán trực tiếp, chẩn đoán gián tiếp và phương pháp huyết thanh. Chẩn đoán trực tiếp dựa vào đặc điểm khác biệt, đặc trưng của từng tác nhân gây bệnh để nhận diện chúng. Chẩn đoán gián tiếp thường sử dụng là nuôi cấy tác nhân gây bệnh (vi khuẩn, virus, nấm, kí sinh trùng) - Sự tiến bộ của y sinh học đã giúp việc chẩn đoán phân tử thể hiện được nhiều lợi thế (độ nhảy cao, nhanh, chẩn đoán được những bệnh mà trước kia không thể tiến hành như các bệnh di truyền ung thư…). - Sự ra đời của AND chip, Cellchip, Tissuechip, Biosensor… cho thấy lợi ích to lớn của chuẩn đoán phân tử . Tuy nhiên chúng còn những giới hạn nhất định, đặc biệt 9 là những vấn đề đạo lý, khi chuẩn đoán bệnh di truyền ở thai nhi hay chuẩn đoán tiền thai Câu 7 : Trình bày ứng dụng của công nghệ tế bào động vật trong liệu pháp gen? - Một đột biến gen sẽ làm thay đổi hoạt động của enzyme, tạo ra hoặc tích trữ một chất độc nào đó, hoặc thiếu thành phần thiết yếu cho hoạt động của tế bào. - Chẳng hạn, có một đột biến xảy ra trong gen sẽ mã hóa cho enzyme phenylalanine dehydroxylase, khiếm khuyết này đã làm amino acid phenyalalanine không thể biến đổi thành tirosine. Hậu quả là ảnh hưởng lên mô thần kinh. - Bởi sự phức tạp trong biểu hiện sinh lí của những gen đột biến, cho nên việc điều trị bệnh luôn phải được thực hiện với nhiều phương pháp khác nhau  Loại bệnh mà hậu quả gây nên các khiếm khuyết trong cơ chế chuyển hóa, thì việc ăn kiêng với cơ chất của enzyme là cần thiết  Liệu pháp thay thế thường được sử dụng các bệnh suy giảm miễn dịch trầm trọng hemophilia, bệnh Gaucher. Cấy nghép tủy xương, hay cơ quan thường được ứng dụng hoặc thay thế cho các mô đã bị tổn thương  Chữa trị thông qua việc thay thế những gen hỏng bằng gen lành. - Khó khăn của liệu pháp gen: o Gen liệu pháp tồn tại trong thời gian ngắn o Sự đáp ứng miễn dịch cơ thể nhận gen o Rủi ro từ các vector virus o Khiếm khuyết đa gen (gây việc khó khăn điều trị bằng liệu pháp gen) o Liệu pháp gen còn được sử dụng điều trị một số bệnh nan y khác Câu 8 : Trình bày ứng dụng của công nghệ tế bào động vật trong vật liệu- y sinh? - vật liệu sinh học (Bio-material) có thể có nguồn gốc tổng hợp nhân tạo, hay tự nhiên, chúng có khả năng thay thế bộ phận cơ thể sống về cấu trúc, đồng thời đảm nhiệm chức năng (hay một phần chức năng) của bộ phận ấy và nhất thiết phải tương thích sinh học với cơ thể. - Những tiến bộ trong y học và điều trị bệnh bằng kháng sinh đã làm giảm thiểu nguy cơ truyền nhiễm, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc chế tạo vật liệu thay thế. Nhiều khớp nối và bộ phận thiết yếu của cơ thể có thể bị bào mòn và phải được thay thế giúp con người duy trì một cuộc sống tốt hơn. - Vật liệu sinh học ngày càng đóng vai trò thiết yếu trong việc thay thế và cải thiện chức năng của mọi hệ thống chính trong cơ thể (hệ xương, hệ tuần hoàn …) - Những hoạt chất sinh học nhân tạo đã được dùng trong phẫu thuật tim mạch vào năm 1952 10 - Sau đó là những bước cải tiến để tái cấu trúc mảnh ghép, tăng tính tương hợp sinh học cho mảnh mô được cấy - Để tái cấu trúc những động mạch lớn như động mạch chủ, động mạch chậu, người ta sử dụng nhưng mạch ghép tổng hợp từ ePTFE hoặc Dacron - Trong suốt những thập niên 90, những vật liệu và các bộ phận nhân tạo đã phát triển đến mức có thể thay thế nhiều bộ phận con người. Mảnh ghép thành công đầu tiên là đĩa xương, dùng ổn định vị trí xương gẫy, đẩy nhanh quá trình lành hóa. - Sau đó là những thử nghiệm về kỹ thuật vật liệu và công nghệ phẫu thuật thay thế mạch máu. Van tim và khớp háng được phát triển vào thập niên 60 của thế kỉ trước. Ngay khi có mảnh ghép đĩa xương, người ta phát hiện chúng bị mất chức năng nhanh chóng do sự ăn mòn hóa học và sự thiếu tính tương hợp sinh học. Thiết kế, thu nhận vật liệu và sự tương hợp sinh học. - Ngoài các vật liệu có chức năng vật lý, thời gian gần đây, CNSH cũng đã phát triển hàng loạt vật liệu có tính chất sinh hóa, đó là các màng sống có cố định thuốc và tế bào, nhằm ứng dụng trị liệu hoặc phát triển công nghệ tế bào động vật… CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC PHÒNG THÍ NGHIỆM Câu 1. Thiết kế PTN  Phòng thí nghiệm nên được thiết kế với các nguyên liệu chất lượng tốt, phù hợp, đảm bảo an toàn và hoạt động hiệu quả.  Khi thiết kế phòng thí nghiệm , các khu thao tác khác nhau phải được tách rời, đặc biệt là khu nhận mẫu. Nếu các thao tác không thể hiết kế cách biệt nhau thì tất cả các thao tác ở khu vực này phải tuyệt đối vô trùng.  Các bề mặt làm việc và nền nhà, bề mặt cần nhẵn bóng, dễ dàng lau chùi giữa các lần thao tác. Phải có kế hoạch và kĩ thuật tốt để giảm thiểu rủi ro nhiễm xảy ra.  Các bề mặt tiếp xúc nên được thiết kế bằng vật liệu không hoặc ít thấm nước, chịu được hóa chất như kiềm, acid, chất tẩy tại khu vực sử dụng cho việc bảo quản các mẫu trong nito lỏng, nền nhà phải chịu được sự gây nứt vỡ nếu nito chảy ra.  Phòng thí nghiệm phải được bảo trì, kiểm tra chất lượng định kì bởi các nhà bảo hành hay các chuyên gia. Phòng được vô trùng định kì bằng UV hay tác nhân khác. [...]... Dòng tế bào là gì? Nêu các kỹ thuật chọn tạo dòng tế bào? Dòng tế bào (cell line): là thuật ngũ dùng để chỉ một quần thể tế bào giống hệt nhau bắt nguồn từ một tế bào ban đầu - Dòng tế bào liên tục (continued cell line) là dòng tế bào nuôi cấy trong điệu kiện in vitro qua nhiều thế hệ và có thể duy trì khả năng phân bào trong một 30 thời gian dài, có khi vĩnh viễn mà không thay đổi đặc tính Ví dụ: tế bào. .. Dòng tế bào tạm thời (temporary cell line): là dòng tế bào chỉ có khả năng sống trong điệu kiện nuôi cấy ở một thời gian nhất đinh Là các dòng tế bào thường Kỹ thuật chọn dòng tế bào: là kỹ thuật dùng để tách riêng một colony tế bào trong một đĩa nuôi có nhiều dạng tế bào khác nhau Phương pháp này thực hiện như sau: • • Dùng dịch trypsin tách rời các tế bào từ đĩa nuôi cấy, tạo huyền phù Cấy tế bào. .. 3D, các tế bào được các tế bào khác bao quanh với các ligand ngoại bào, bao gồm nhiều loại collagen, laminin và các protein khác, không chỉ liên kết tế bào -tế bào, tế bào- màng cơ bản, dẫn ooxxy, hormone, dưỡng chất là loại bỏ chất thải => nuôi cấy 2D có những mặt hạn chế: (1) Khó khăn trong tạo các tín hiệu: không thể thiết lập một gadient 3D “đúng” trong nuôi cấy 2D; sự chuyển động của các tế bào trong... Phân tích các hạn chế của scaffold kỹ nghệ mô? Câu 17: Trình bày ứng dụng SFF trong kỹ nghệ mô? Câu 18: Trình bày một số ứng dụng của kỹ thuật nuôi cấy tế bào 3D? Câu 19: Trình bày hệ thống nuôi cấy tế bào động vật sử dụng spinner flask? Câu 20: Trình bày và phân tích các hình thức nuôi cấy? (KHÔNG RÕ Ý LẮM) Câu 21: Nêu các ứng dụng của kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật? (Mấy câu này trùng chương 4 của... học, quyết đinh của tế bào, sự phát triển cơ quan, truyền tín hiệu, truyền thông tin, (2) Tế bào được phân lập trực tếp từ cơ thể thường xuyên thay đổi sự chuyển hóa và các kiểu hiểu hiện gen khi được nuôi cấy 2D: - Cấu trúc tế bào có vài trò chính trong việc xác định hoạt động và tác tương tác protein ECM-receptor - Cấu trúc màng tế bào và ECM ảnh hưởng đến chuyển hóa đến tế bào thông qua tương tác... được dòng tế bào từ một tế bào đầu tiên Cấy chuyền tế bào 1 Đổ bỏ môi trường cũ trong bình Roux có tế bào 2 Dùng pipette hút 2 2ml PBS(-) cho vào bình Roux, lắc nhẹ để rửa sạch tế bào 3 4 5 6 chết và huyết thanh, đổ bỏ PBS(_), lặp lại 2 lần Dùng pipette hút 2ml trypsin-EDTA cho vào bình Roux Để bình Roux trên lòng bàn tay, lắc nhẹ khoảng 50 lần Đổ bỏ trypsin Hút 2ml E’MEM cho vào bình Roux Tráng đều lên... rộng + Phase log: số lượng tế bào tăng theo số mũ + Phase ổn định: + phase suy tàn: tỉ lệ tế bào phát triển giảm hay ngừng hẳn Tiến hành thí nghiệm Nguyên vật liệu: • Tế bào nuôi cấy; 10 đĩa nuôi 60mm; môi trường tăng trưởng 55ml; các hóa chất nhuộm; trypsin/EDTA; chất ức chế STI (nếu dùng MT không huyết thanh) Tiến hành: • • Tách các tế bào bằng trypsin Tái huyền phù các tế bào trong 10ml môi trường... giữa các tế bào (4) Các tế bào nuôi cấy in vitro thiếu các tác nhân tín hiệu và hormone chủ yếu Câu 15: Những đặc tính nào vật liệu scaffold đảm bảo được điều kiện trong kỹ thuật nuôi cấy 3D? Nêu một số loại vật liệu scaffold? Scaffold là một loại khuôn ngoại bào nhân tạo có cấu trúc lỗ xốp, giúp điều tiết tế bào, hướng dẫn tăng trưởng và tái tạo mô ba chiều Sau khi được đưa vào scaffold, các tế bào sẽ... môi trường, tách 1 lượng nhỏ để đếm • Pha loãng lượng tế bào thích hợp vào 55ml môi trường tăng trưởng để có tổng cộng tế bào là 5,5x105 • Tai huyền phù các giếng và thêm 5ml môi trường vào mỗi giếng=> nồng độ đạt • • • • 5x105 tế bào/ đĩa Đếm số lượng tế bào còn trogn 5ml huyền phù để xác định nồng độ thật Đặt các đĩa vào tủ ấm 37oC Đếm các tế bào cứ sau 24h Sau lần đếm cuối, vẽ đồ thị các kết quả... tế bào và giá thể nuôi  Sự khác biệt giữa nuôi cấy in vitro và in vivo đó chính là giá thể để tế bào phát triển  Tế bào có thể bám và biệt hóa chức năng nhờ ECM ( chất nền ngoại bào)  ECM là các thành phần cơ bản trong liên kết mô có ở các cơ quan sống ( collagen, lamimin và fibronectin ) 12  EMC được sử dụng trên bề mặt các dụng cụ nuôi cấy để tăng cường khả năng bám dính cúa tế bào  Một số tế . 1 ĐỀ CƯƠNG HOÀN CHỈNH ĐỀ CƯƠNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT K55CNSHA CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU (cả nhà không tập chung chương này nhé) Câu. nhân. Tuy nhiên, khi đề cập đến tạo dòng vô tính, người ta thường nghĩ đến việc nhân bản (cloning), đó là việc chuyển nhân (2n) của tế bào sinh dưỡng.  Ngày nay, với sự hoàn thiện của kỹ thuật. ngày càng đóng vai trò thiết yếu trong việc thay thế và cải thiện chức năng của mọi hệ thống chính trong cơ thể (hệ xương, hệ tuần hoàn …) - Những hoạt chất sinh học nhân tạo đã được dùng trong