Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào

Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào Báo cáo CHUYÊN đề CÔNG NGHỆ SINH học tế bào

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ - CNSH

Nguyễn Thị Ngọc Yến B1203418

Cần Thơ, 9/2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NC&PT CÔNG NGHỆ SINH HỌC

- -MỤC LỤC

A ĐẶT VẤN ĐỀ -1

B GIỚI THIỆU -1

I SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC -1

1 Khái niệm công nghệ sinh học -1

2 Lịch sử phát triển công nghệ sinh học -2

3 Các lĩnh vực công nghệ sinh học -6

II CÔNG NGHỆ SINH HỌC TẾ BÀO -10

1 Khái niệm -10

2 Lịch sử phát triển -10

C CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT -11

I SƠ LƯỢC VỀ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT -11

II CÔNG NGHỆ TẾ BÀO GỐC -17

1 Định nghĩa tế bào gốc -19

1.1 Khái niệm -19

1.2 Nguồn gốc -19

2 Phân loại và chức năng của tế bào gốc -23

2.1 Phân loại tế bào gốc -23

2.2 Chức năng của tế bào gốc -32

3 Một số kỹ thuật dùng trong nghiên cứu tế bào gốc -32

4 Một số nghiên cứu về tế bào gốc -35

4.1 Tế bào gốc tạo máu -35

4.2 Thí nghiệm về tế bào gốc thần kinh chuột -38

4.3 Sản xuất nơron từ tế bào gốc -39

4.4 Tạo tinh trùng từ tủy xương -39

4.5 Tế bào gốc từ dây cuống rốn -40

5 Ứng dụng của tế bào gốc -42

5.1 Trong y học -44

5.2 Ứng dụng tế bào gốc trong chăm sóc da, phục hồi da thẫm mỹ -61

6 Thách thức trong nghiên cứu -62

7 Đạo lý sinh học -62

III NUÔI CẤY TẾ BÀO ĐỘNG VẬT -68

1 Sơ lược về nuôi cấy mô tế bào động vật -68

1.1 Khái niệm -68

1.2 Cơ sở nuôi cấy mô tế bào động vật -69

2 Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật -72

2.1 Nuôi cấy và tạo tế bào lai soma động vật -72

2.2 Nhân bản vô tính động vật -76

3 Ứng dụng -79

3.1 Nuôi cấy tế bào trong lĩnh vực y tế -79

3.2 Nuôi cấy tế bào trong chọn tạo giống -80

4 Những ưu điểm và hạn chế trong nuôi cấy tế bào động vật -81

4.1 Các ưu điểm của nuôi cấy tế bào động vật -81

4.2 Một số hạn chế trong nuôi cấy tế bào động vật -82

IV ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN -82

1 Khái niệm động vật chuyển gen -82

2 Một số thành tựu trong lĩnh vực tạo động vật chuyển gen -85

2.1 Chuột chuyển gen -85

2.2 Thỏ chuyển gen -87

2.3 Lợn chuyển gen -88

2.4 Cừu chuyển gen -89

2.5 Dê chuyển gen -90

2.6 Bò chuyển gen -90

2.7 Gà chuyển gen -92

2.8 Khỉ chuyển gen -98

2.9 Muỗi chuyển gen -99

2.10 Cá chuyển gen -104

3 Lợi ích và hạn chế trong việc tạo động vật chuyển gen -113

4 Ý nghĩa, thuận lợi và khó khăn trong tạo động vật chuyển gen -114

4.1 Ý nghĩa -114

4.2 Thuận lợi -114

4.3 Khó khăn -114

5 Triển vọng của công nghệ chuyển gen -115

D CÔNG NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT -115

I SƠ LƯỢC VỀ TẾ BÀO THỰC VẬT -115

II NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO -117

1 Giới thiệu sơ lược về công nghệ nuôi cấy mô và tế bào thực vật -117

1.1 Khái niệm -117

1.2 Lịch sử phát triển của kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật -117

1.3 Cơ sở của kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật -118

1.4 Các kỹ thuật dùng trong nuôi cấy mô -123

2 Ứng dụng nuôi cấy mô tế bào -126

2.1 Trong nhân giống -126

2.2 Trong tạo giống -129

2.3 Các ứng dụng khác của kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào -134

III NUÔI CẤY VÀ DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN -136

1 Nuôi cấy tế bào trần -136

1.1 Mở đầu -136

1.2 Khái niệm tế bào trần -137

1.3 Kỹ thuật tách và cấy tế bào trần -137

1.4 Sự cô lập tế bào trần. -141

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của tế bào trần.- - -141

1.6 Lợi ít của tế bào trần. -143

2 Dung hợp tế bào trần -146

2.1 Khái niệm -146

2.2 Nguyên tắc: -146

2.3 Các phương pháp dung hợp tế bào trần -147

2.4 Cơ sở tế bào học của dung hợp -148

2.5 Lựa chọn sản phẩm dung hợp -149

3 Ứng dụng -151

3.1 Cải tạo và nhân giống nhanh cây trồng -151

3.2 Bảo quản nguồn gen -152

3.3 Sản xuất các hoạt chất sinh học -152

3.4 Tạo cây lai soma -153

3.5 Chuyển gen dựa trên quá trình dung hợp tế bào trần. -154

4 Những thuận loi và khó khăn của nuôi cấy tế bào trần -155

5 Triển vọng của nuôi cấy tế bào trần -155

IV KỸ THUẬT CHUYỂN GEN THỰC VẬT -156

1 Mở đầu -156

2 Một số nguyên tắc cơ bản của việc chuyển gen -160

3 Các bước cơ bản của chuyển gen -162

4 Một số phương pháp chuyển gen ở thực vật -164

4.1 Các phương pháp chuyển gen gián tiếp -164

4.2 Các phương pháp chuyển gen trực tiếp -167

5 Lợi ích và nguy cơ của cây trồng chuyển gen -172

6 Các hướng nghiên cứu và một số thành tựu trong lĩnh vực tạo thực vật -173

6.1 Chuyển gen kháng sâu -173

6.2 Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ -173

6.3 Chuyển gen tạo cây kháng virus gây bệnh -174

6.4 Chuyển gen tạo cây sản xuất protein động vật -174

6.5 Chuyển gen thay đổi hàm lượng và chất lượng các chất dinh dưỡng của cây 175 6.6 Chuyển gen tạo giống hoa có nhiều màu sắc -175

V.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ -176

I Kết luận -176

II Kiến nghị -176

VI TÀI LIỆU THAM KHẢO -176

A ĐẶT VẤN ĐỀ

Nghành công nghệ sinh học đã và đang chứng tỏ được vai trò quan trọngtrong nhiều cấp độ,lĩnh vực với các quy mô khác nhau Nhiều nước còn xem đó làmột nghành mũi nhọn và được ưu tiên hàng đầu trong sự phát triển (có thể kể đếnnhư: Nhật,Mỹ,Thái Lan) Ngày càng có nhiều công trình, đề tài và không thiếunhững ứng dụng thiết thực đối với đời sống con người trong nhiều lĩnh vực như:nông – lâm - ngư nghiệp (giống,bệnh,chất lượng ), y tế (chuẩn đoán bệnh, chếbiến thuốc,vắc xin…), thực phẩm (đánh giá chất lượng, bảo quản…), môi trường(xử lí nước thải, đánh giá mức độ ô nhiễm…) và nhiều lĩnh vực khác Để đạt đượcnhững thành tựu như chúng ta đã thấy thì không thể không kể đến những nghiêncứu từ trong phòng thí nghiệm Nhưng công cụ quan trọng nhất để sử dụng trongnghiên cứu là gì? Đó chính là tế bào - thứ không thể thiếu trong cơ thể sống Giờđây nó đã phát triển thành nghành công nghệ sinh học tế bào

B GIỚI THIỆU

I SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

1 Khái niệm công nghệ sinh học

Công nghệ sinh học là sự sản xuất các sản phẩm trên quy mô công nghiệp, trong đónhân tố tham gia trực tiép và quyết định là các tế bào sống (vi sinh vật, thực vật, độngvật) Mỗi tế bào sống của cơ thể sinh vật hoạt động trong lĩnh vực sản xuất này được xemnhư một lò phản ứng nhỏ

Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ định nghĩa công nghệ sinh học là việc ứng dụng khíacạnh sinh học của sinh vật, hệ thống hoặc các quá trình vào nhiều nghành công nghiệpkhác nhau để hiểu biết về khoa học sống và cải tiến giá trị của vật liệu và sinh vật nhưdược,cây trồng và chăn nuôi

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

Công nghệ sinh học chia ra làm 3 cấp độ khác nhau:

- Công nghệ sinh học truyền thống: chế biến các sản phẩm dân dã có từ lâu đời nhưtương, chao, nước mắm,… theo phương pháp truyền thống, xử lí đất đai, phân bón đểphục vụ nông nghiệp…

- Công nghệ sinh học cận đại: có sử dụng công nghệ trong quá trình chế biến sảnphẩm như việc sử dụng các nồi lên men cong nghiệp để sản xuất ở quy mô lớn các sảnphẩm sih hạt như mì chin, acid amin, acid hữu cơ, chất kháng sinh, vitamin, enzyme…

- Công nghệ sinh học hiện đại: Công nghệ di truyền, công nghệ tế bào, công nghệenzyme và protein, công nghệ vi sinh vật, công nghệ lên men, công nghệ môi trường…

2 Lịch sử phát triển công nghệ sinh học

Công nghệ Sinh học được hình thành từ rất lâu đời Ngay từ xa xưa, dù chưabiết về các vi sinh vật nhưng loài người đã biết sử dụng chúng trong các sản phẩmlên men truyền thống Các loại men rượu bia, giấm là những thực phẩm đã được

sử sách ghi nhận từ hàng nghìn năm về trước Ở Trung Đông, Ai Cập, có di tích đãghi nhận con người đã biết làm bia cách nay 6000 năm Nhiều thế kỷ trước côngnguyên, ở trung Quốc, Hy lạp, La mã, rượu đã được phổ biến trong hầu hết các bữatiệc Đó là những dẫn chứng cụ thể của công nghệ sinh học trong quá khứ

Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ sinh học trải qua các giai đoạnsau:

 Giai đoạn thứ hai 

Nổi bật nhất của quá trình phát triển công nghệ sinh học trong giai đoạn này

là sự hình thành nền công nghiệp sản xuất thuốc kháng sinh penicillin, khởi đầugắn liền với tên tuổi của Fleming, Florey và Chain (1940) Trong thời kỳ này đã

xuất hiện một số cải tiến về mặt kỹ thuật và thiết bị lên men vô trùng cho phép tăngđáng kể hiệu suất lên men Các thí nghiệm xử lý chất thải bằng bùn hoạt tính vàcông nghệ lên men yếm khí tạo biogas chứa chủ yếu khí methane, CO và tạonguồn phân bón hữu cơ có giá trị cũng đã được tiến hành và hoàn thiện.

 Giai đoạn thứ ba 

Bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ 20, song song với việc hoàn thiện cácquy trình công nghệ sinh học truyền thống đã có từ trước, một số hướng nghiêncứu và phát triển công nghệ sinh học đã hình thành và phát triển mạnh mẽ nhờ mộtloạt những phát minh quan trọng trong ngành sinh học nói chung và sinh học phân

tử nói riêng Đó là việc lần đầu tiên xác định được cấu trúc của protein (insulin),xây dựng mô hình cấu trúc xoắn kép của phân tử ADN (1953) Tiếp theo là việctổng hợp thành công protein (1963-1965) và đặc biệt là việc tổng hợp thành cônggen và buộc nó thể hiện trong tế bào vi sinh vật (1980) Chính những phát minhnày đã tạo tiền đề cho sự phát triển nhanh chóng của các nghiên cứu cơ bản và ứngdụng thực tế sau đó trong lĩnh vực công nghệ sinh học hiện đại

 Giai đoạn tứ tư 

Kể từ 1973, khi những thí nghiệm khởi đầu dẫn đến sự ra đời của kỹ thuậtADN tái tổ hợp được thực hiện; sự xuất hiện insulin - sản phẩm đầu tiên của nóvào năm 1982, và thí nghiệm chuyển gen vào cây trồng năm 1982 thành công thìđến nay công nghệ sinh học hiện đại đã có những bước tiến khổng lồ trong các lĩnhvực nông nghiệp (cải thiện giống cây trồng ), y dược (liệu pháp gen, liệu phápprotein, chẩn đoán bệnh ), công nghiệp thực phẩm (cải thiện các chủng vi sinhvật )  

Công nghệ sinh học phát triển cho đến ngày nay chủ yếu dựa trên ba côngnghệ chính là: công nghệ vi sinh, công nghệ tế bào (nuôi cấy mô và tế bào ) vàcông nghệ sinh học hiện đại, tức công nghệ gen

Trong những năm gần đây, thế giới đã mở ra một bước tiến mới về CNSHvới sự phát triển đỉnh cao của công nghệ di truyền hay còn gọi là công nghệ gen.Nhờ đó con người có thể thực hiện chuyển gen thành công để tạo ra các tế bàohoặc các cá thể mang gen mới, nhằm tạo ra những vật chất cần thiết cho con người

Đây là những thành tựu của công nghệ nhằm giúp con người có thể chẩn đoán, cứuchữa và phòng ngừa các bệnh hiểm nghèo kể cả các bệnh di truyền Điển hình nhưsản xuất insulin ở quy mô công nghiệp, sản xuất kích tố sinh trưởng người, các loạiinterferon (chống virut và ung thư), các loại vacxin tổng hợp

Sản phẩm CNSH có giá trị thực tiễn rất lớn, vì vậy đã đem lại những nguồndoanh thu khổng lồ cho các công ty CNSH ở nhiều nước Sau thành công trongcông nghệ sản xuất insulin, tới nay Hoa Kỳ đã cho phép sản xuất mới trên 50 loạidược phẩm tái tổ hợp gen Hiện nay ở Mỹ có hơn 1300 công ty CNSH, châu Âu có

700 công ty CNSH Năm 1996, doanh thu chỉ riêng về các loại dược phẩm tái tổhợp gen ở Hoa kỳ đạt tới 8 tỷ USD, mỗi năm tăng bình quân 13% và dự kiếndoanh thu vào năm 2006 là 25 tỷ USD Doanh thu của Nhật Bản năm 1996 từ cácdược phẩm tái tổ hợp gen đã đạt đến 481,1 tỷ Yen, chiếm 25% tổng doanh thu vềcác sản phẩm công nghệ sinh học

Công nghệ sinh học nano (Nanobiotechnology) là công nghệ tạo ra các thiết

bị hiển vi có thể đưa vào mọi nơi trong cơ thể để tiêu diệt virut và các tế bào ungthư, tạo ra hàng trăm các dược phẩm mới từ vi sinh vật mang ADN tái tổ hợp(recombinant DNA), tạo ra các protein truyền cảm (protein sensor)có thể tiếp nhậncác tín hiệu của môi trường sống, tạo ra các động cơ sinh học và tiến tới khả năngtạo ra các máy tính sinh học (biocomputer) với tốc độ truyền đạt thông tin như bộnão Riêng về công nghệ sinh học nano, ước tính tới năm 2010 có thể đạt doanhthu khoảng 300 tỷ USD

 Các giai đoạn phát triển của Công nghệ sinh học ở Việt Nam

 Giai đoạn khởi đầu

CNSH ở Việt Nam được khởi nguồn từ cái nôi đầu tiên là Viện Pasteur Sàigòn, được thành lập vào năm 1891 Đây là viện nghiên cứu thứ hai trên thế giớisau viện Pasteur ở Paris – Pháp Năm 1891, Louis Pasteur đã quết định thành lậpchi nhánh đầu tiên của viện Pasteur ở ngoài nước Pháp Ông đã giao trách nhiệmcho một trong những học trò của mình là bác sỹ Albert Calmette làm giám đốc đầutiên của phân viện này ở Sài Gòn - Việt Nam

Trong 3 năm ở Sài Gòn, Calmatte đã thực hiện được một khối lượng côngviệc rất lớn Từ sản xuất vaccin đậu mùa và chống dại trong điều kiện tại chỗ, đếnnghiên cứu về bệnh lý nhiệt đới, về men làm rượu nếp, về tẩy sạch nước uống chothành phố Một trong những công trình của ông được cả thế giới hoan nghênh, đó

là công trình làm huyết thanh chống nọc rắn hổ mang Ông cũng đã sáng chế ravacxin phòng chống lao

Vào năm 1983, Calmette ốm nặng phải rời bỏ Sài Gòn và người thay thế ôngtiếp quản Viện nghiên cứu Parteur Sài gòn là Alexandre Yersin, từ đó ông là giámđốc thứ 2 của Viện nghiên cứu này Ông chính là người phát hiện ra vi khuẩn dịchhạch và là người thành lập nên một loạt các viện Parteur ở Nha Trang (1894), HàNội (1925), Đà Lạt (1936) và một loạt các viện Parteur khác ở Đông Dương Cácviện nghiên cứu này đều nằm dưới quyền kiểm soát và chỉ đạo của Viện ParteurParis và do vậy các công trình khoa học đều được đảm bảo về uy tín và chất lượng

 Giai đoạn 1945 - 1954

Trong điều kiện kháng chiến muôn vàn khó khăn, phải đối đầu với bom đạn

và những trận càn quét của địch nhưng các nhà khoa học Việt Nam vẫn có thể sảnxuất ra hàng triệu liều Vacxin, huyết thanh để bảo vệ sức khỏe của nhân dân Điểnhình đó là hai tấm gương của bác sỹ Nguyễn Văn Hưởng và GS BS Đặng VănNgữ

Năm 1949, BS Nguyễn Văn Hưởng đã sản xuất hàng loạt các vacxin chốngđậu mùa, tả, thương hàn và tiến hành các xét nghiệm bệnh ngay trong vùng khángchiến Ông đã đào tạo được nhiều kỹ thuật viên, lập ra nhiều đội vệ sinh đi cácvùng tiêm chủng, hướng dẫn vệ sinh với phong trào trên một phạm vi rộng lớn.Một sự kiện khác là năm 1950, GS.BS Đặng Văn Ngữ và GS BS Đặng

Ngọc Thạch đã thử nghiệm thành công nuôi cấy nấm Penicilium để làm thuốc rửa

vết thương BS Đặng Văn Ngữ đã trực tiếp sản xuất dịch thô penicillin ở chiếnkhu Việt Bắc Ông cũng đã rất thành công trong sự nghiệp khoa học với nhiều lĩnhvực như: đào tạo cán bộ y tế các cấp, nghiên cứu khoa học, tổ chức chỉ đạo côngtác tiêu diệt bệnh sốt rét trên toàn miền Bắc Ông cũng chính là người xây dựng

nên bộ môn sinh vật học và ký sinh trùng của trường Đại học Y Hà Nội và xâydựng Viện sốt rét ký sinh trùng và côn trùng.

 Giai đoạn 1955 tới nay

Sau 1955, CNSH ở Việt Nam đã phát triển mạnh về  lực lượng với sự đadạng về các lĩnh vực nghiên cứu và đào tạo Có rất nhiều cán bộ được đào tạo ởnước ngoài Tuy nhiên, những thành tựu mang tính ứng dụng cụ thể thì rất hạn chế,hầu hết là các công trình lặp lại của các nghiên cứu nước ngoài Điển hình như:

- Công nghiệp vacxin: là lĩnh vực đạt hiệu quả cao nhất Các công ty vacxin trongnước đã sản xuất đủ lượng để đáp ứng nhu cầu phòng bệnh hàng năm ở nước ta, như:vacxin viêm gan B, vacxin viêm não Nhật Bản, vacxin tả, vacxin dại và nhiều loại khácnhư thương hàn, ho gà, uốn ván

- Công nghiệp rượu bia, bột ngọt: Công nghiệp bia rượu chủ yếu thừa hưởng lại từthời Pháp thuộc; năm 1996, các nhà máy bọt ngọt  như Ajinomoto, Vedan và các nhàmáy bia liên doanh được xây dựng ở nhiều tỉnh thành trên cả nước

- Từ những năm 1995, các kỹ thuật CNSH hiện đại đã được bắt đầu nghiên cứu tạicác viện và các trường Đại học Cụ thể như: chẩn đoán phân tử, chuyển gen động và thựcvật, vi sinh vật tái tổ hợp, vacxin tái tổ hợp và lập bản đồ gen

- Cho đến nay, đã có nhiều giống cây, giống vật nuôi được các viện nghiên cứu,trường đại học trong nước đã và đang tạo lập với những đặc tính đặc biệt, thiết thực đápứng nhu cầu của các ngành kinh tế, kỹ thuật Chẳng hạn, chuyển gen chịu hạn vào đậutương để tạo giống đậu tương chịu hạn, chuyển gen kháng sâu vào ngô để tạo giống ngôkháng sâu, chuyển gen của virus H5N1 vào bèo tấm và dùng bèo tấm làm thức ăn cho giacầm để tạo kháng thể miễn dịch H5N1 ở gia cầm, các kỹ thuật nuôi cấy mô tạo giống chấtlượng cao được thực hiện bởi Viện Di truyền Nông nghiệp

3 Các lĩnh vực công nghệ sinh học

 Công nghệ sinh học trong nông nghiệp

Là lĩnh vực công nghệ sinh học có nhiều đóng góp trong việc cải thiện giốngcây trồng, xây dựng những kỹ thuật canh tác mới, nghiên cứu quá trình cố địnhđạm ở những cây không thuộc họ đậu

Công nghệ sinh học trong cải thiện và nhân nhanh giống cây trồng Lĩnh vựcnày có bốn ứng dụng chính: Ứng dụng kỹ thuật chọn dòng tế bào biến dị soma,

nhân giống trong ống nghiệm (nhân giống in vitro), lai vô tính hay còn gọi là dung

hợp tế bào trần, kỹ thuật sản xuất cây đơn bội (1n)

Cố định đạm và biến nạp gen nif Dùng kỹ thuật gen tách gen nif từ các cơthể cố định đạm chuyển sang các cây trồng quan trọng như lúa, ngô là một mô hình

lý tưởng của các nhà tạo giống

Các phương pháp canh tác mới, bao gồm: Phương pháp màng dinh dưỡng, hệthống thủy canh

Công nghệ sinh học trong chăn nuôi, bao gồm: Kỹ thuật cấy chuyển phôi, tạochế phẩm phòng tránh bệnh cho động vật

 Công nghệ sinh học trong y dược

Nhiều công trình nghiên cứu của công nghệ sinh học đã được ứng dụng thànhcông trong y dược, đặc biệt là trong sản xuất thuốc và trong chuẩn đoán bệnh.Trong những năm qua, lĩnh vực ứng dụng công nghệ di truyền mạnh nhấttrong y tế là ngành sản xuất thuốc kháng sinh, vacxin, kháng thể đơn dòng và cácprotein có hoạt tính sinh học Hiện nay, các nghiên cứu nhằm tìm kiếm các chấtkháng sinh mới tăng mạnh do hiện tượng vi sinh vật kháng lại tác dụng của khángsinh ngày càng nhiều hơn

Phạm vi ứng dụng của kháng thể đơn dòng trong ngành y tế ngày càng tăngnhư phân tích miễn dịch, định vị các khối u, phát hiện một số protein có liên quanđến sự hình thành khối u, xác định sự có mặt của các loại vi khuẩn khác nhau, giúp cho các bác sĩ xác định bệnh một cách nhanh chóng và chính xác

Kháng thể đơn dòng là tập hợp các phân tử kháng thể đồng nhất về mặt cấutrúc và tính chất Kháng thể đơn dòng được tạo ra bằng cách cho lai tế bào lymphotrong hệ miễn dịch của động vật hoặc của người với tế bào ung thư Một số thể lai

có khả năng tạo ra kháng thể đặc hiệu đối với kháng nguyên Chọn các thể lai đónhân lên và sản xuất kháng thể đơn dòng Các tế bào lai có khả năng tăng sinh vĩnhviễn trong môi trường nuôi cấy, tính chất này nhận được từ tế bào ung thư

Nhờ công nghệ sử dụng ADN tái tổ hợp mà người ta có thể sản xuất một sốprotein có hoạt tính sinh học dùng để chữa bệnh như insulin chữa bệnh tiểu đường,interferon chữa bệnh ung thư, các hormon tăng trưởng cho con người Bản chất củacông nghệ này là làm thay đổi bộ máy di truyền của tế bào vi sinh vật bằng cáchđưa gen mã hóa cho một protein đặc hiệu và bắt nó hoạt động để tạo ra một lượnglớn loại protein mà con người cần.

 Công nghệ sinh học trong chế biến thực phẩm

Công nghệ lên men là một lĩnh vực quan trọng trong sản xuất thực phẩm.Việc tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng lên men tốt, đem lại hiệu quảcao là rất cần thiết Các nghiên cứu sử dụng công nghệ di truyền phục vụ cho côngnghệ lên men chủ yếu đi vào hai hướng chính là:

-      Phân tích di truyền các loại vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men,xác định các gen mã hóa cho các tính trạng mong muốn nhằm tạo ra năng suất vàchất lượng sản phẩm lên men

-      Tạo ra các vi sinh vật chuyển gen phục vụ cho các qui trình lên men Ví

dụ trong sản xuất rượu, ngày nay người ta đã dùng các chủng vi sinh vật có khảnăng tạo rượu cao và cho hương vị tốt Phần lớn các chủng đó được nghiên cứu,tuyển chọn, lai tạo bằng công nghệ di truyền

Để sản xuất rượu vang, trước đây, người ta phải dùng hai loại vi sinh vật là S cerevisiae để tạo ra hàm lượng rượu trong dịch lên men và sau đó, sử dụngLeuconostos trong lên men phụ ở quá trình tàng trữ, nhằm nâng cao chất

lượng của rượu Ngày nay, người ta tiến tới dùng một chủng vi sinh vật chuyển gen

để thực hiện cả hai quá trình

Đối với các sản phẩm lên men sữa như phomat và sữa chua, trước kia, người

ta thường sử dụng những vi sinh vật tự nhiên có mặt trong sữa để lên men Do vậy,người ta khó lòng kiểm soát quá trình lên men và hiệu quả không cao Ngày nayngười ta đã tạo được các chủng mới với các tính chất xác định và đã điều khiểnđược quá trình lên men theo định hướng mong muốn Bằng công nghệ vi sinh vật,công nghệ gen người ta đã tạo ra những chủng vi sinh vật có khả năng tổng hợpcác enzyme chịu nhiệt, chịu axit, chịu kiềm tốt để sản xuất enzyme Enzyme λ-

amylase chịu nhiệt đã và đang được sử dụng nhiều để sản xuất mạch nha, đườngglucose từ tinh bột Trước đây, trong công nghiệp thực phẩm các nghiên cứu côngnghệ sinh học được sử dụng chủ yếu để hoàn thiện các quy trình công nghệ lênmen truyền thống Còn hiện nay, các nghiên cứu công nghệ sinh học chủ yếu liênquan đến việc tạo ra các chủng mới có năng suất sinh học cao và việc áp dụngchúng vào các công nghệ lên men hiện đại, trong sản xuất và chế biến các loại sảnphẩm sau:

-      Công nghiệp sản xuất sữa, Công nghệ sinh học trong chế biến tinh bột,Sản xuất nước uống lên men, như: bia, rượu nho, rượu chưng cất

-      Sản phẩm chứa protein, như: protein vi khuẩn đơn bào, protein từ tảolam cố định đạm cyanobacteria và vi tảo

-      Sản xuất các chất tăng hương vị  thực phẩm, như: axit citric, axit amino,vitamin và màu thực phẩm, chất tăng vị ngọt thực phẩm, keo thực phẩm

-      Chế biến rau quả

 Công nghệ sinh học bảo vệ môi trường

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, loài người phải bắt đầu tìmcách giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường bằng các biện pháp khác nhau Trong

đó, các biện pháp công nghệ sinh học ngày càng tỏ ra ưu việt hơn so với các biệnpháp khác Nói chung, hiện nay vấn đề bảo vệ môi trường được giải quyết theo bahướng sau:

-      Phân hủy các độc chất vô cơ và hữu cơ; Phục hồi các chu trình trao đổichất của C, N, P và S trong tự nhiên; Thu nhận các sản phẩm có giá trị ở dạngnhiên liệu hoặc các hợp chất hữu cơ

-      Xử lý chất thải, như: xử lý sinh học hiếu khí, xử lý bằng lên men phânhủy yếm khí

-      Thu nhận các chất có ích từ lên men yếm khí, như: xử lý các dạng nướcthải khác nhau và tái sử dụng chúng để phục vụ cho các ngành công nghiệp nặng

-      Xử lý các chất thải công nghiệp như: xử lý chất thải công nghiệp chếbiến sữa, xử lý chất thải công nghiệp dệt

-      Dùng vi sinh vật để khả năng ăn dầu để xử lí các sự cố tràn dầu hay ônhiễm dầu.

 Công nghệ sinh học năng lượng

Sử dụng các công nghệ sinh học trong việc cung cấp nguồn năng lượng:

-      Thay thế nguồn nguyên liệu cổ sinh bằng nguồn nguyên liệu tái sinh.Nguồn nguyên liệu tái sinh như các phụ phế liệu nông lâm nghiệp tương đối rẻđược sử dụng thay dầu mỏ và có lợi cho môi trường

-      Thay các quá trình không sinh học truyền thống bằng các hệ thống sinhhọc như tế bào hay enzym thực hiện phản ứng hay chất xúc tác

-      Thực vật có thể làm nhà máy sản xuất các hóa chất như axit lactic, lysine

và axit citric và thực vật trong sản xuất plastic

-      Tăng cường hiệu quả của quang hợp: Cây trồng có hiệu quả quang hợpkhoảng 0,5-2% Biện pháp chọn giống thực vật có hiệu quả quang hợp cao thựchiện theo các hướng: kiểm soát các cây có tốc độ tăng trưởng nhanh, nghiên cứucác phương pháp thử nhanh để phát hiện dòng có hiệu quả quang hợp cao Trên cơ

sở đó, điều khiển bộ gen thực vật theo hướng tăng cường quang hợp

-      Tăng năng suất cây trồng và cây rừng: Bằng các phương tiện chọn giốngkhác nhau, tạo các thực vật có năng suất cao trong thời gian ngắn nhờ các đặc tínhtốt

 Công nghệ sinh học trong hóa học và vật liệu

Trong thế kỷ 20, con người đã khai thác một nguồn rất nhỏ tài nguyên thựcvật để sản xuất một số hóa chất Trong thế kỷ 21, con người sẽ áp dụng các quytrình khoa học công nghệ phù hợp để phát triển mạnh mẽ hóa học xanh để phù hợpvới thiên nhiên và an toàn cho môt trường

-      Sản xuất các vật liệu mới phân hủy sinh học như các polymer sinh học,cellulose vi khuẩn, polylactic

-      Sản xuất các hóa chất từ các sinh khối thực vật

1 Khái niệm

Công nghệ tế bào là một bộ phận quan trọng của công nghệ sinh học, chủ yếunghiên cứu cácquá trình nuôi cấy tế bào động-thực vật và vi sinh vật để sản xuấtsinh khối, sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học (enzyme, vaccine, các chấtthứ cấp…), để làm mô hình thực nghiệm khảo sát các tácđộng của hoá chất, làmnguyên liệu ghép tế bào và cơ quan

2 Lịch sử phát triển

Việc sử dụng kính hiển vi để nghiên cứu các sinh vật, phát hiện ra tế bào vàxây dựng học thuyết tế bào vào những năm 1838-1839 đã khai sinh ra tế bào học(Cytology) F Engels đã đánh giá học thuyết tế bào là một trong ba học thuyết vĩđại của thế kỉ XIX (cùng với học thuyết tiến hóa của Darwin và thuyết bảo tồnnăng lượng) Học thuyết tế bào đã gây ảnh hưởng to lớn đối với các chuyên ngànhsinh học và từ đó đã hình thành các chuyên ngành mới như giải phẩu hiển vi, sinh

lí tế bào, di truyền tế bào, bệnh học tế bào… Một dẫn chứng rõ ràng nhất là cácquy luật cả Mendel được phát hiện vào năm 1865 nhwung chưa được công nhận vìchưa có cơ sở tế bào Các cơ sở tế bào của quy luật Mendel như cấu trúc nhiễm sắcthể của tế bào, hiện tượng phân bào nguyên nhiễm, phân bào giảm nhiễm, thụ tinhcũng như các tập tính của nhiễm sắc thể thông qua phân bào và thụ tinh chỉ đượcphát hiện sau thời Mendel từ năm 1870-1890 Vì vậy vào năm 1900, quy luậtMendel được tái phát hiện bởi ba nhà nghiên cứu là De Vris, Corens, Tchermark

đã được công nhận rộng rãi vì đã có cơ sở tế bào học của nó

Sang thế kỉ XX , tế bào học phát triển nhanh chóng không chỉ nhờ ứng dụngcác phương pháp hiện đại như li tâm siêu tốc, kính hiển vi điện tử, nuôi cấy tếbào…mà còn nhờ sự tích hợp giữa tế bào học với Di truyền học, Sinh học phân tử,Sinh học phát triển, Miễn dịch học để ra đời các chuyên ngành trung gian như Ditruyền tế bào, Tế bào học phân tử, Miễn dịch học tế bào… Mà bản thân Tế bàohọc trước đây chỉ bó hẹp giữa nghiên cứu cấu trúc của tế bào thì nay cũng được mởrộng nghiên cứu các lĩnh vực sinh lý, di truyền, tiến hóa và đi sau vào cơ chế phân

tử của tế bào, của các tế bào và được goi là sinh học tế bào

C CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

I SƠ LƯỢC VỀ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

 Một tế bào động vật điển hình có thể chia làm 4 phần cơ bản

- Màng sinh chất: màng ngăn cách thành phần nội bào với thành phần vật chất

và môi trường bên ngoài tế bào

- Dịch tế bào (cytosol): là một dịch keo chứa nhiều loại protein, enzym, chấtdinh dưỡng, các ion và các phân tử nhỏ hòa tan khác nhau, tham gia vào các quá trìnhchuyển hóa khác nhau của tế bào Các bào quan và thể vùi nằm lơ lững trong dịch tếtương Từ “bào tương” (cytoplasm) dùng để bao hàm cả dịch tế bào, tất cả các bào quan(trừ nhân) và các thể vùi

- Các bào quan: gồm các cấu trúc có hình dạng và chức năng đặc trưng, bao gồm

cả nhân (nơi chứa vật chất di truyền)

- Các thể vùi (inclusions): Các cấu trúc có mặt không thường xuyên trong dịch tếbào, chứa các sản phẩm bài tiết hoặc các chất dự trữ của tế bào

 Chu kỳ sống ở tế bào động vật

Thực tế, trong tế bào sống rất khó phân biệt giới hạn chuyển tiếp giữa các kỳ.Mỗi kỳ được đặc trưng bởi cấu trúc, tập tình của bộ nhiễm sắc thể và bộ máy phânbào

- Gian kỳ (interphase): trong gian kỳ tế bào thực hiện chức năng trao đổi chất, hoạtđộng khác nhau như tổng hợp RNA hoặc DNA, protein, enzyme,… và chuẩn bị cho tếbào phân bào Tùy theo đặc điểm chức năng, người ta chia gian kỳ thành ba giai đoạn liêntiếp nhau: giai đoạn G1 (gap 1), giai đoạn S (synthesis), giai đoạn G2 (gap 2) Thời giankéo dài của gian kỳ tùy thuộc vào thời gian của ba giai đoạn G1 + S + G2, đặc biệt tùythuộc vào G1, vì ở các tế bào khác nhau thì thời gian G1 rất khác nhau, còn giai đoạn S vàG2 tương đối ổn định

 Pha G1: là pha sinh trưởng của tế bào, vào cuối pha có một thời điểm gọi làđiểm kiểm soát, nhân tố quyết định điểm kiểm soát là protein không bền vững có tácdụng kìm hãm, nếu tế bào vượt qua điểm kiểm soát thì nó sẽ tiếp tục đi vào pha S.Trong pha này không có sự tổng hợp DNA nên G1 còn được gọi là pha trước tái bản

 Pha S: là gia đoạn mà DNA được tái bản, vào cuối pha G, tế bào tổng hợpmột loại protein đặc trưng là cylin A và nhanh chóng tích lũy trong nhân tế bào Protein

cylin A cũng với protein kinase sẽ xúc tiến sự tái bản DNA và nhân đôi nhiễm sắc thể.Enzyme cylin A tác động cho đến cuối pha S sẽ biến mất Qua pha S hàm lượng DNAđược tăng gấp đôi.

 Pha G2: trong pha các RNA và protein được tổng hợp chuẩn bị cho phânbào Cuối pha G2 tổng hợp một loại protein là Culin B được tích lũy trong nhân chođến tiến kỳ phân bào Cylin B hoạt hóa enzyme kinase và đóng vai trò quan trọng trongviệc thực hiện quá trình phân bào như sự tạo thành các vi ống tubulin để tạo thành thoiphân bào

- Tiền kỳ (prophase): được tiếp theo sau pha G2 của gian kỳ rất khó phân biệt mộtcách chính xác điểm chuyển tiếp này, các hiện tượng đặc trưng cho tiền kỳ là:

 Hình thành nhiễm sắc thể: Các sợi nhiễm sắc đã được nhân đôi ở pha S bắtđầu xoắn và cô đặc lại, hình thành các nhiễm sắc thể mà ta có thể thấy rõ bằng kínhhiển vi bình thường Mỗi nhiễm sắc thể gồm hai nhiễm sắc tử chị em nhờ sự phân đôicủa pha S

 Màng nhân và hạch nhân có nhiều thay đổi: Hạch nhân giảm thể tích, phân

rã và biến mất Màng nhân đứt ra nhiều đoạn và biến thành bóng không bào bé phântán trong tế bào chất

 Hình thành bộ máy phân bào: Thoi vô sắc được hình thành

- Trung kỳ: Nhiễm sắc thể xoắn cực đại, tập trung thành một hàng trên mặt phẳngxích đạo, gắn với thoi vô sắc ở tâm động ở cả hai phía

- Hậu kỳ: Tách hai nhiễm sắc tử chị em khỏi nhau và trở thành hai nhiễm sắc thể độclập Các nhiễm sắc thể con tách khỏi nhau và di chuyển về hai cực của tế bào

- Mạt kỳ: Các nhiễm sắc thể con đã di chuyển đến cực của tế bào, dãn xoắn, dài rabiến dạng trở thành chất nhiễm sắc Hạch nhân được tái tạo, hình thành hai nhân controng một khối tế bào chất chung.

 Sự giảm phân ở động vật

Như chúng ta đã biết, sự nguyên phân giúp duy trì số lượng nhiễm sắc thểkhông đổi trong các tế bào dinh dưỡng. Trong các tế bào giao tử (trứng và tinhtrùng), số lượng nhiễm sắc thể chỉ bằng một nửa so với tế bào dinh dưỡng để khithụ tinh (một trứng kết hợp với một tinh trùng) tạo thành hợp tử, số lượng nhiễmsắc thể lưỡng bội được khôi phục trở lại. Quá trình phân chia làm số lượng nhiễmsắc thể trong giao tử còn một nửa gọi là sự giảm phân

    Quá trình giảm phân gồm hai lần phân chia, kết quả từ một tế bào lưỡngbội (2n) tạo ra bốn tế bào đơn bội (n). Lần phân chia thứ nhất có sự giảm số lượngnhiễm sắc thể, lần phân chia thứ hai có sự phân ly của các nhiễm sắc tử. Mỗi lầnphân chia đều có 4 giai đoạn: kỳ trước, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối Giữa hai lần

phân chia không có kỳ trung gian. Trước khi tế bào giảm phân cũng có sự tổng hợpADN và sự nhân đôi của các bào quan.

 Lần phân chia thứ nhất

- Kỳ trước I

Nhiều sự kiện diễn ra trong kỳ trước I của giảm phân giống như trong kỳtrước của nguyên phân Các nhiễm sắc thể từ từ xoắn lại, trở nên dầy và ngắn hơn,bắt màu đậm. Hạch nhân và màng nhân từ từ biến mất, thoi phân bào được thànhlập. Nghiên cứu bằng phương pháp đánh dấu (dùng các chất đồng vị phóng xạ) chothấy sự nhân đôi của vật liệu di truyền xảy ra trong kỳ trung gian (trước kỳ trước I)nhưng hai nhiễm sắc tử chưa tách biệt nhau

Tuy nhiên, có những khác biệt quan trọng giữa kỳ trước I của giảm phân  với

kỳ trước của nguyên phân

Ðiểm khác biệt chủ yếu nhất là các nhiễm sắc tử của mỗi cặp nhiễm sắc thểtương đồng luôn luôn nằm cạnh nhau và cùng di chuyển. Hai nhiễm sắc tử của mỗinhiễm sắc thể còn được giữ chặc với nhau bởi một cặp trục protein mỏng chạy dọctheo suốt chiều dài nhiễm sắc thể. Các trục protein của hai nhiễm sắc thể tươngđồng được nối với nhau bằng cầu protein chéo tạo thành một cấu trúc gọi là phức

hệ tiếp hợp (synaptonemal complex), kết nối 4 nhiễm sắc tử với nhau tạo thành tứ

tử (tetrad) Quá trình này gọi là sự tiếp hợp (synapsis)

Lúc này một quá trình quan trọng là sự trao đổi chéo (crossing over) bắt đầu.Nhiễm sắc tử của nhiễm sắc thể này sẽ trao đổi một số đoạn với nhiễm sắc tử củamột nhiễm sắc thể khác trong cặp tương đồng, tạo ra các nhiễm sắc tử lai. Khiphức hệ tiếp hợp bị phá vỡ, hai nhiễm sắc tử lai vẫn còn dính nhau tại các điểm gọi

là điểm bắt chéo (chiasma) trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng

Cuối kỳ trước I phần lớn các nhiễm sắc thể có hai nhiễm sắc tử lai (vì vậtliệu di truyền đã được trao đổi giữa hai nhiễm sắc tử của hai nhiễm sắc thể tươngđồng). Các vi ống xuất hiện, tỏa ra từ hai cực tế bào, một số vi ống đính vào tâmđộng.

- Kỳ cuối I

Kỳ cuối I của giảm phân và kỳ cuối của nguyên phân giống nhau, chỉ khácbiệt là trong giảm phân mỗi nhân mới được thành lập chỉ còn một nửa số nhiễmsắc thể so với nhân ban đầu và mỗi nhiễm sắc thể đều có hai nhiễm sắc tử

Tiếp theo lần phân chia thứ I có một kỳ ngắn tương tự kỳ trung gian giữahai lần nguyên phân nhưng không có sự sao chép vật liệu di truyền và do đó không

có sự tạo thành các nhiễm sắc tử mới

Hình Sự trao đổichéo

 Lần phân chia thứ hai

Ðây là lần phân chia nguyên nhiễm (số lượng nhiễm sắc thể không đổi saukhi phân chia). Ở kỳ trước II không có hiện tượng tiếp hợp vì tế bào không có cácnhiễm sắc thể tương đồng, thoi phân bào được thành lập từ các vi ống. Sang kỳgiữa II các nhiễm sắc thể tập trung về mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào, cácsợi thoi đính vào tâm động. Sau đó tâm động phân chia, mỗi nhiễm sắc tử  táchthành nhiễm sắc thể Trong kỳ sau II, mỗi nhiễm sắc thể phân ly về hai cực tếbào. Ðến kỳ cuối II, bốn nhân mới được thành lập, mỗi nhân có số nhiễm sắc thểđơn bội

Trừ một ít ngoại lệ, các động vật bậc cao tồn tại ở dạng cơ thể đa bào lưỡngbội trong toàn bộ chu kỳ sống của chúng. Vào thời kỳ sinh sản, sự giảm phân sẽtạo ra các giao tử đơn bội.  Khi nhân của các giao tự hợp nhất lại trong thụ tinh sẽtạo ra một hợp tử lưỡng bội. Sau đó hợp tử nguyên phân để tạo ra một cá thể đabào mới. Như vậy, chỉ có các giao tử (tinh trùng và trứng) là ở giai đoạn đơn bộitrong chu kỳ sống của động vật

  Ở động vật đực, các tinh trùng được tạo ra từ các biểu mô sinh tinh nằmtrong ống sinh tinh của các dịch hoàn (testes). Khi một trong các tế bào biểu môgiảm phân, bốn tế bào đơn bội nhỏ, kích thước xấp xĩ nhau được tạo ra. Sau đó cảbốn tế bào nầy đều được chuyên hóa thành tinh trùng (sperm), có đuôi dài, với một

ít tế bào chất ở phần đầu. Quá trình sản sinh tinh trùng gọi là sự sinh tinh(spermatogenesis)

Ở động vật cái, các tế bào trứng được tạo ra trong các nang của buồng trứng(ovaries) bởi một quá trình gọi là sự sinh trứng (oogenesis). Khi một tế bào trongbuồng trứng giảm phân , các tế bào đơn bội được tạo thành có kích thước rất khácnhau. Lần phân bào thứ I tạo ra một tế bào tương đối lớn và một tế bào rất nhỏ gọi

là thể cực (polar body) thứ nhất. Trong lần phân bào thứ II, tế bào lớn lại cho ramột thể cực nhỏ thứ hai và một tế bào lớn. Tế bào lớn sau đó chuyên hóa thành tếbào trứng (ovum). Thể cực thứ nhất có thể tiếp tục phân chia lần thứ II hoặckhông phân chia. Các thể cực này không có chức năng. Như vậy khi một tế

bào lưỡng bội trong buồng trứng hoàn tất giảm phân, chỉ có một tế bào trứng đượctạo ra.

 

Sự sống của một động vật đa bào được bắt đầu bằng tế bào gốc, vậy tế bàogốc có thể được coi là mầm sống của một cơ thể Tế bào phân chia tạo ra nhiều thế

hệ con cháu, trong cơ thể, mỗi con cháu sẽ thực hiện một chức năng sinh lý khácnhau trong hoạt động sống của mình, kể cả việc duy trì nòi giống Tính chất màmột hay nhiều tế bào ban đầu phân chia, tạo ra các tế bào cuối cùng có chức năngsinh lý gọi là tiềm năng hay khả năng (potential) Tế bào càng có tiềm năng cao thìchúng càng có thể tạo ra nhiều kiểu tế bào khác nhau Những tế bào có tiềm năngthấp hơn chỉ có thể tạo ra một vài kiểu tế bào chức năng nhất định Với những tếbào không tiềm năng, chúng không phân chia, không tạo ra bất kỳ tế bào nào khác,tuy nhiên, các tế bào này vẫn có chức năng hoạt động sống chuyên biệt trong mô,

ví dụ tế bào hồng cầu vận chuyển khí oxy, cacbonic; tế bào thần kinh (neurone)đảm trách sự dẫn truyền xung điện, và tế bào cơ có chức năng co giãn,…

Khi một tế bào có tiềm năng biến đổi, nhằm tạo thành các tế bào có chứcnăng gọi là quá trình biệt hóa hay sự biệt hóa, chẳng hạn các tế bào gốc tạo máu,qua nguyên phân tạo tế bào hồng cầu Quá trình một tế bào có chức năng, sau đódưới tác động của một nhân tố nào đó, chúng có thể thay đổi căn bản kiểu hình để

thực hiện một chức năng khác được gọi là sự phản biệt hóa, hay biệt hóa ngược.Gần đây, một số tế bào gốc trưởng thành cho thấy “tính mềm dẻo”, nghĩa là tế bàogốc chuyên biệt của một mô bào đó có thể biệt hóa thành tế bào của mô khác gọi là

“chuyển biệt hóa”, chẳng hạn tế bào gốc tạo máu có thể được tác động để biệt hóathành tế bào cơ tim… một mô mới hoàn toàn khác với mô máu ban đầu

Thuật ngữ “tế bào gốc” đôi khi cũng được các nhà khoa học sử dụng mộtcách không nhất thiết chặt chẽ, đặc biệt trong các trường hợp mà họ cho rằngkhông bắt buộc phải mô tả các marker chuyên biệt của tế bào gốc, hay chỉ cần sựxác nhận tính gốc của tế bào thông qua con đường transcriptone Chẳng hạn, đó làcác nghiên cứu nhằm chứng minh khả năng tự làm mới và biệt hóa của những tếbào nhất định nào đó (được gọi là tế bào gốc) vừa trong cơ thể (in vivo), vừa trongphòng thí nghiệm (in vitro) Nếu chúng thể hiện các đặc tính riêng biệt thì mặcnhiên thừa nhận đó là tế bào gốc

Trước đây chúng ta chỉ tìm thấy tính toàn năng trong tế bào thực vật, còn tếbào động vật không thấy xuất hiện tính toàn năng Có nghĩa rằng một thời gian dàichúng ta tưởng rằng một khi tế bào động vật đã trưởng thành nó không còn khảnăng biệt hóa thành các tế bào chuyên hóa khác Nhưng thời gian gần đây sự pháttriển của khoa học đã giúp các nhà khoa học nghiên cứu thành công khả năng kỳdiệu của tế bào động vật, những tế bào không chuyên hóa có thể biệt hóa thành các

tế bào khác, thành công này đã giúp chúng ta rất nhiều trong việc chữa trị các cănbệnh hiểm nghèo đòi hỏi phải có mô trưởng thành tương hợp để ghép như ghépgan, tụy,…hoặc các bệnh nan y hơn như là các bệnh ung thư như ung thư máu…mặc dù cơ thể chúng ta không thể tái tạo cả một cẳng chân hay ngón tay bị mất,nhưng tế bào máu, tế bào da hay các tế bào khác vẫn thường xuyên được tái sinhtrong cơ thể chúng ta

Những tế bào “toàn năng” giúp chúng ta tái tạo mô, lần đầu tiên được pháthiện trong quá trình tiến hành thí nghiệm với tủy xương, vào những năm 1950 đãdẫn đến phát hiện về sự tồn tại của tế bào gốc trong cơ thể; từ đó phát triển kỹthuật cấy ghép tủy xương hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong y học Khámphá về tế bào gốc đã thắp sáng hy vọng về tiềm năng y học của kỹ thuật tái sinh

Lần đầu tiên trong lịch sử, các bác sĩ có thể tái tạo mô bị hủy hoại nhờ một nguồncung cấp mới mẻ những tế bào khỏe mạnh bằng cách áp dụng khả năng độc nhất

vô nhị của tế bào gốc nhằm tạo ra nhiều loại tế bào khác biệt trong cơ thể

Vậy cụ thể các tế bào gốc có đặc điểm gì và có những triển vọng gì khinghiên cứu và ứng dụng nó trong y học, chúng ta sẽ tìm hiểu ở phần tiếp theo

1 Định nghĩa tế bào gốc

1.1 Khái niệm

Tế bào gốc hay còn gọi là tế bào

nguồn (cell source) là những tế bào sơ

khai chưa biệt hóa, có thể tự tái tạo và

phân chia nhiều lần

Trong những điều kiện thích hợp

chúng có khả năng phát triển thành

nhiều loại tế bào khác nhau trong cơ thể:

tế bào cơ, hồng huyết cầu, tế bào não, tế

bào tim, gan,… Khả năng này cho phép chúng hoạt động như một “hệ thống sửachữa” của cơ thể, khi được đưa vào các bộ phận khác nhau, tế bào gốc có thể phânchia không giới hạn để lấp đầy những thiếu hụt tế bào của bộ phận đó (bù đắp chonhững tế bào chết đi) chừng nào cơ thể còn sống

Tế bào gốc có thể trở thành tế bào cơ, hồng huyết cầu, tế bào não, tế bào tim,gan,…

1.2 Nguồn gốc

1900, giới khoa học châu Âu nhận ra rằng mọi tế bào máu bắt nguồn từ một Tế bàonguyên thủy đặc thù

1940, các nhà nghiên cứu phát hiện các dòng Tế bào gốc phôi ở chuột

Từ những năm 1950, các nhà khoa học nước ngoài đã phát hiện ra các khángnguyên trên màng tế bào và kháng thể cơ thể

1981, Gail Martin và Martin Evans lần đầu tiên tách được Tế bào gốc từ phôi

chuột

Năm 1994, Ariff Bongso, Nhà khoa học

người Sri Lanka, là người đầu tiên trên thế

giới tách thành công tế bào gốc từ phôi người

Sau đó, rất nhiều Nhà khoa học nổi tiếng khác

tiếp tục nghiên cứu và đã có nhiều thành tựu

quan trọng trong việc sử dụng tế bào gốc

nhằm điều trị, chăm sóc sức khỏe con người

Cần nói thêm trong lịch sử nghiên cứu tế bào

gốc, việc tách tế bào gốc từ gốc phôi hoặc nhũ

nhi (thai) có thời gian từng bị lên án dữ dội từ

dư luận xã hội và tín ngưỡng tôn giáo phương Tây, về việc vi phạm vấn đề y đức

Tế bào gốc trưởng thành cũng ít được quan tâm bởi khả năng cho tế bào ít, già vàkhó biệt hóa

1997, nhóm Ian Wilmut công bố nhân bản thành công động vật có vú đầu tiên

Đến năm 2004, tại trường ĐH Quốc gia Singapore, P Giáo sư - Tiến sĩ - Bác

sĩ Phan Toàn Thắng là người đầu tiên trên thế giới tách được tế bào gốc từ màngcuống dây rốn, một phát minh đã tạo nên sự quan tâm đặc biệt của giới khoa học

thế giới Đây là tiền đề quan trọng để có thể chữa lành các vết thương do bỏng, loét

do phóng xạ và đặc biệt là ứng dụng trong lĩnh vực chăm sóc sắc đẹp

2005, Các nhà nghiên cứu ở Đại học Kingston (Anh) đã tuyên bố phát hiệnmột loại Tế bào gốc giống Tế bào gốc phôi được thu nhận trong máu cuống rốn

PGS.TS Phan Toàn Thắng

Nguồn: http://nhipcaudautu.vn/issues/articles/Image/NCDT_240/9226_Phan-Toan-Thang.jpg

Tháng 10/2007, Mario Capecchi, Martin Evans và Oliver Smithies đã nhận

giải thưởng Nobel Y học về các khám phá nền tảng liên quan đến Tế bào gốc phôi

chuột

Trong khoảng hai thập kỷ trở lại đây, cụm từ “Tế bào gốc” thường xuyênđược nhắc tới trên các diễn đàn y học, các Viện nghiên cứu Hàn Lâm và cácphương tiện truyền thông đại chúng, và trong vòng năm năm gần đây các nghiêncứu tế bào gốc đã thực sự trở thành tâm điểm trong Y học hiện đại, và phát triểnthành một nhánh nghiên cứu riêng với tên gọi là Y học Tái tạo

Cơ thể con người được xây dựng từ một tế bào gốc phôi thai - kết quả củaviệc tinh trùng và trứng thụ tinh - nhân bản, hợp tử phân chia tạo thành hai tế bào,mỗi một tế bào trong đó lại phân chia và cứ tiếp diễn như vậy Khoảng 5 ngày sauthụ tinh, hợp tử có dạng một quả bóng rỗng, với khoảng 150 tế bào được gọi làphôi bào (blastocyst) Phôi bào thậm chí còn nhỏ hơn một hạt cát, bao gồm 2 nhóm

tế bào: nguyên bào nuôi phôi (trophoblast) và khối tế bào nội tại trong phôi bào Tếbào gốc phôi là những tế bào hình thành nên khối tế bào nội tại (inner cell mass)

Do tế bào gốc phôi có khả năng biệt hoá thành tất cả các dạng tế bào trong cơ thểngười trưởng thành nên nó còn được gọi là tế bào gốc toàn năng (pluripotent stemcell)

Tế bào gốc cũng có thể tìm thấy ở một số loại mô nhất định ở người đã pháttriển toàn diện, từ trẻ em đến người trưởng thành, với số lượng rất ít Ví dụ, tế bàogốc tủy xương (tế bào gốc máu) có trong tủy của xương, chúng phát triển thành tất

cả các loại tế bào máu chuyên biệt

Mario R Capecchi (người Mỹ gốc Italia), Martin J Evans (Anh), Oliver Smithies (Mỹ) (ảnh

-từ trái sang phải)

1.2.1 Mục đích nghiên cứu tế bào gốc

Các nhà khoa học gia đều dùng tế bào gốc để nghiên cứu coi có thể làm nảysinh ra nhiều loại tế bào khác nhau của các bộ phận trong cơ thể Và nếu thực hiệnđược điều đó thì tế bào gốc có thể được áp dụng trong trị bệnh, để thay thế cho tếbào đã bị hư hao vì bệnh tật cũng như ngăn ngừa sự hóa già

Khi chúng ta bị thương hoặc bị bệnh, tế bào trong cơ thể cuả chúng ta cũng sẽ

bị thương hoặc chết Khi như vậy, tế bào gốc bắt đầu hoạt động Công việc của tếbào gốc gồm sửa chữa những tế bào bị thương và thay tế bào mới vào chỗ những tếbào chết Đây là cách mà tế bào gốc giữ cơ thể khỏe mạnh và chống thoái hoákhông bình thường

Hai vấn đề cốt lõi về tế bào gốc mà các nhà khoa học đang muốn nghiên cứusâu là “tại sao tế bào gốc lại là tế bào không chuyên dụng có thể tự tái tạo trongnhiều năm và nhận biết các tác nhân khiến tế bào gốc biến đổi thành tế bào chuyêndụng”

1.2.2 Đặc điểm của tế bào gốc 1.2.2.1 Tế bào gốc là tế bào không chuyên dụng

Một đặc điểm cơ bản của tế bào gốc là nó không chứa một cấu trúc mô đặcbiệt nào nên nó cũng không thực hiện một chức năng chuyên dụng nào Một tế bàogốc không thể phối hợp với các tế bào gần đó để lưu thông máu trong cơ thể (như

tế bào cơ tim), nó không thể mang các phân tử oxy trong dòng máu (như hồnghuyết cầu), nó không thể đốt cháy điện hóa học giúp cơ thể có thể di chuyển, nóinăng (như tế bào thần kinh) Tuy nhiên, các tế bào gốc không chuyên dụng này lại

có thể biến đổi thành các tế bào chuyên dụng như tế bào cơ tim, tế bào máu, tế bàonão,…

1.2.2.2 Tế bào gốc có thể tự phân chia và tái tạo trong thời gian dài

Không giống như tế bào cơ, tế bào máu hay tế bào não không thể tự tái tạo, tếbào gốc có thể tự tái tạo và tái tạo nhiều lần

Trong các phòng thí nghiệm, một lượng tế bào gốc tương đối có thể tái tạothành hàng triệu tế bào gốc khác trong thời gian vài tháng Nếu sau một quá trìnhtái tạo tế bào gốc vẫn là tế bào không chuyên dụng - có thể coi là tế bào mẹ, thì nó

lại tiếp tục tái tạo thành các tế bào mới Các điều kiện để duy trì tế bào gốc như tếbào không chuyên dụng là mối quan tâm lớn của các nhà khoa học.

1.2.2.3 Tế bào gốc có thể biến đổi thành tế bào chuyên dụng

Khi tế bào gốc biển đổi thành tế bào chuyên dụng quá trình này được gọi là

sự phân ly Hiện các nhà khoa học vẫn đang đi những bước đầu tiên tìm hiểunhững yếu tố bên trong và bên ngoài quá trình này Yếu tố bên trong được kiểmsoát bởi gen của tế bào nằm trên các chuỗi DNA, có khả năng mang tải thông tin

về cấu trúc và chức năng của tế bào Các yếu tố bên ngoài là các hóa chất do các tếbào khác kiểm soát, là sự tương tác với các tế bào khác và một số phân tử trongmôi trường vi mô

2 Phân loại và chức năng của tế bào gốc

Sự sống bắt đầu từ tế bào gốc (stem cell) vậy tế bào gốc là mầm mống củamột cơ thể Tế bào phân chia tạo ra nhiều thế hệ con cháu, mỗi con cháu sẽ thựchiện một chức năng khác nhau trong hoạt động sống kể cả duy trì nòi giống

II.1 Phân loại tế bào gốc

Với các tác giả khác nhau, có thể có những cách phân loại khác nhau Vàothời điểm năm 2005 trở về trước, người ta thường chia tế bào gốc thành hai dạng

cơ bản: tế bào gốc phôi (phân lập từ phôi) và tế bào gốc trưởng thành (gồm các tếbào gốc của cơ thể trưởng thành và của nhũ nhi) Nhưng trong những năm 2005 -

2007, nhiều tác giả đã chính thức thừa nhận loại tế bào gốc nhũ nhi là một nhómriêng biệt Mặc dù không phải là tế bào gốc phôi, nhưng rõ ràng về giải phẫu học,các tế bào gốc nhũ nhi không được khai thác trong một cơ thể trưởng thành Hơnnữa, tiềm năng “gốc” của chúng cũng lớn hơn các tế bào gốc trưởng thành, chưa kểcác kỹ thuật thu nhận, thao tác chúng cũng có điểm khác biệt Một số tác giả kháclại chia tế bào gốc thành bốn loại, bao gồm: tế bào gốc phôi, tế bào gốc thai, tế bàogốc cuống rốn và tế bào gốc trưởng thành

Ngày nay, tế bào gốc được chia thành các loại khác nhau dựa theo các điềukiện sau:

 Phân loại theo tiềm năng biệt hóa:

- Tế bào gốc toàn năng (totipotent stem cells): là những tế bào có khả năng biệt hóathành tất cả các loại tế bào cơ thể từ một tế bào ban đầu Được sinh ra từ sự hợp nhất củatrứng và tinh trùng Những tế bào được tạo ra sau một vài lần phân chia đầu tiên của trứng

đã thụ tinh cũng là những tế bào totipotent Những tế bào gốc toàn năng có khả năng pháttriển thành thai nhi, tạo nên một cơ thể sinh vật hoàn chỉnh Hợp tử và các tế bào được

Hình: Tế bào gốc toàn năng

sinh ra từ những lần phân chia đầu tiên của hợp tử (giai đoạn 2-4 tế bào) là các tế bào gốctoàn năng.

- Tế bào gốc đa năng (pluripotent stem cells): là những tế bào có khả năng biệt hóathành tất cả các tế bào của cơ thể có nguồn gốc từ ba lá phôi-lá trong, lá giữa, lá ngoài.Các tế bào gốc đa năng không thể phát triển thành thai nhi, không tạo nên được một cơthể sinh vật hoàn chỉnh mà chỉ có thể tạo nên được các tế bào, mô nhất định Ví dụ: tế bàogốc phôi tìm thấy ở phôi bào (từ 5 đến 14 ngày)

- Tế bào gốc một vài tiềm năng (multipotent stem cells): Là những tế bào có khảnăng biệt hóa thành nhiều loại tế bào của cơ thể từ một tế bào ban đầu Các tế bào đượctạo thành nằm trong một hệ tế bào có liên quan mật thiết Ví dụ: chỉ tạo nên các tế bào

Hình: tế bào gốc đa năng

máu (như hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu lympho,…) hoặc chỉ tạo nên các tế bào của hệthống thần kinh.

- Tế bào gốc đơn năng (unipotential progenitor cells): hay còn gọi là tế bào địnhhướng đơn dòng hay tế bào đầu dòng (progenitor cells) là những tế bào gốc chỉ có khảnăng biệt hóa theo một dòng Trong điều kiện bình thường, các tế bào gốc trưởng thànhtrong nhiều tổ chức đã biệt hóa có tính đơn năng và có thể biệt hóa thành chỉ một dòng tếbào Khả năng biệt hóa theo dòng này cho phép duy trì trạng thái sẵn sang tự tái tạo mô,thay thế các tế bào mô chết vì già cỗi bằng các tế bào mô mới

Hình: tế bào gốc một vài tiềm năng

 Phân loại theo nguồn gốc:

Nguồn:http://www.khoahoc.com.vn/photos/Image/

2008/06/05/tebao10.jpg

Hình: tế bào gốc đơn năng

- Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells): là những tế bào nuôi cấy lấy từ khối tếbào chưa biệt hóa của mầm phôi, là phôi thai ở giai đoạn đầu gồm từ 50-150 tế bào (4-7ngày tuổi) Phôi nang (Blastocyst) có cấu trúc gồm 3 thành phần: Một lớp tế bào bênngoài (Trophoblast), một khoang chứa đầy dịch và một nhóm có khoảng 30 tế bào nằmlệch về một cực gọi là khối tế bào bên trong (Inner cell mas).

- Tế bào mầm phôi (tế bào gốc sinh dục) (Embryonic germ cells-EGMs): Là những

tế bào gốc được thu nhận từ rãnh sinh dục, vị trí là tiền thân của cơ quan sinh dục sau này,các tế bào này được chứng minh là các tế bào gốc đa năng Các tế bào nguyên thủy này

Hình: Tế bào gốc phôi

Hình: tế bào gốc mầm phôi

được phân lập từ phôi 5-9 tuần tuổi Đó là các tế bào sẽ hình thành nên giao tử (trứng vàtinh trùng) ở người trưởng thành.

- Tế bào gốc thai (Foetal stem cells): Được thu nhậ từ các mô của thai bỏ hay các

phần phụ của thai nhi sau khi sinh Các nguồn thu nhận bao gồm: nước ối, mô nhau thai,

mô cuống rốn

- Tế bào gốc trưởng thành (Adult stem cells): là những tế bào chưa biệt hóa nằmgiữa những tế bào biệt hóa ở mô của cơ thể trưởng thành, có thể tự đổi mới và biệt hóathành những tế bào riêng biệt từ nguồn gốc của nó Chúng được tìm thấy ở hầu hết các môchuyên biệt trong cơ thể trưởng thành (trong tủy xương, máu, giác mạc, võng mạc, tủyrăng, gan, da, dạ dày, tụy,…) Trong cơ thể vai trò chủ yếu của các tế bào gốc trưởngthành là duy trì và sửa chữa tổ chức mà ở đó chúng được tìm ra Những tế bào loại nàyđược đặt tên theo nơi hiện diện: tế bào gốc tủy xương, tế bào gốc biểu bì,…

- Tế bào gốc khối u (Embryonic carcinomas cells): Được thu nhận từ khối u trong

tinh hoàn và buồng trứng, những tế bào này được nuôi cấy như những tế bào gốc phôi Cóthể biệt hóa thành nhiều tế bào khác nhau trong các mô

31

II.2 Chức năng của tế bào gốc

Cơ thể con người có rất nhiều loại tế bào cần thiết cho sức khoẻ hàng ngày.Những tế bào này giúp cho cơ thể hoạt động bình thường, bao gồm nhịp đập củatim, suy nghĩ của não, thận làm sạch máu, và sự thay đổi tế bào mới cho da…Chức năng đặc biệt của tế bào gốc là tạo ra toàn bộ những loại tế bào khác trong cơthể Tế bào gốc là nhà cung cấp của tế bào mới Khi tế bào gốc phân ra, nó có thểlàm ra thêm tế bào gốc mới, hoặc làm ra những loại tế bào khác Ví dụ, tế bào gốccủa da có thể làm ra thêm những tế bào gốc mới của da, hoặc tạo ra những tế bàovới những chức năng đặc biệt, như là giúp cho sắc tố của da

Tế bào gốc là những tế bào có khả năng biệt hóa trong quá trình phát triển đểtrở thành bất kỳ loại tế bào trưởng thành nào và “là phần không thể thiếu” của cơthể Từ khi động vật còn ở giai đoạn “trứng nước”, các tế bào gốc trong phôi thai

có khả năng biệt hóa thành bất kỳ dạng nào trong 220 loại tế bào đồng thời cũngthực hiện cơ chế sửa chữa một cách tự nhiên suốt quá trình phát triển và “kiến tạo”các cơ quan khác nhau

Về mặt lý thuyết, những tế bào gốc từ phôi (embryonic stem cells) có thể giữđược khả năng phân chia và tái phân chia trong suốt cuộc đời của người và độngvật để sản sinh các tế bào hồng cầu, tế bào da, tế bào cơ hay bất cứ loại tế bào nàocần thiết để duy trì cuộc sống

Tế bào gốc giữ vai trò vô cùng quan trọng trong một cơ thể sống vì nhiều lý

do Trong một phôi thai từ 3 - 6 ngày tuổi, được gọi là túi phôi, các tế bào gốc nằmtrong các mô sẽ phát triển thành các tế bào chuyên dụng của tim, phổi, da,… Ở cơthể trưởng thành, tế bào gốc trong tủy sống có thể thay thế các tế bào bị hủy diệt dothương tật hoặc bệnh tật Người ta cho rằng trong tương lai, tế bào gốc có thể sẽ trởthành cứu cánh để điều trị một số căn bệnh như Parkinson, tiểu đường và timmạch

3 Một số kỹ thuật dùng trong nghiên cứu tế bào gốc

Một kỹ thuật phổ biến là gắn các phân tử đã được đánh dấu có khả năng pháthuỳnh quang với các phân tử mang tín hiệu, và khi được kích hoạt dưới tia tử

ngoại hay tia Laser ta sẽ nhận thấy được nhờ khả năng phát sáng của huỳnh quangđánh dấu

Ngoài ra với cường độ phát sáng khác nhau và khả màu sắc phát sáng khácnhau cũng được ứng dụng để phân biệt tế bào gốc Điều này được ứng dụng trong

kỹ thuật FACS ( fluorescence - activated cell sorting)

 Các trình tự cơ bản trong kỹ thuật FACS :

- Chuẩn bị huyền phù tế bào

- Các tế bào chưa biệt hóa trong

huyền phù được đánh dấu với các dấu

(Markers) huỳnh quang đặc hiệu

- Đưa vào hệ thống FACS

- Các tế bào bắn ra từ hệ thống dưới

áp suất cao qua một vòi nhỏ và đi qua một

điện trường

- Tế bào mang dấu âm (-) nếu được

đánh dấu huỳnh quang; mang dấu dương

(+) nếu không có

- Tách tế bào gốc ra (stem cell)

- Biểu đồ thể hiện của FACS

 Điều kiện nuôi cấy tế bào gốc

 Điều kiện chung :

- Nuôi cấy ở 370C và ẩm độ

- Chuẩn bị dung dịch chuyên biệt cho từng loại tế bào gốc

- Giữ tế bào ở trạng thái không biệt quá

 Điều kiện nuôi cấy chuyên biệt:

- Tế bào gốc phôi: nuôi cấy trên tế bào da trong môi trường huyết thanh

- Tế bào gốc trung mô và tế bào gốc nền tủy xương: phân lập từ tủy xương và nuôicấy trong môi trường bổ sung huyết thanh, tế bào gốc trung mô bám lên bề mạt nựa củađáy đĩa nuôi cấy

- Tế bào gốc thần kinh: chúng tồn tại lơ lững không bám dính vào đĩa nuôi cấy, pháttriển trong môi trường nuôi cấy không cần bổ sung huyết thanh.

 Thành phần môi trường nuôi cấy:

- Muối vô cơ: giữ cân bằng áp suất thẩm thấu, điều hòa điện thế màng

- Cacbonhydrat, acid béo, amino acid: Cung cấp chất dinh dưỡng

- Vitamine: liên quan đến sự biệt hóa tế bào

- Yếu tố vi lượng: Bao gồm Zn, Cu, senenium, trong đó senenium là chất có tácdụng tách các gốc oxy tự do

- Huyết thanh: Cung cấp chất dinh dưỡng và các nhân tố tăng trưởng, kích thích,phục hồi các tổn thương của tế bào, chống oxy hóa và làm tăng tính bám dính của tế bàolên bề mặt bình nuôi

 Ngoài ra, có thể biệt hóa tế bào gốc bằng cách:

- Biệt hóa bằng hóa chất:

 Một số hormone, cytokine, vitamin, ion Ca2+,… tác động lên tế bao làm tếbào thay đổi sự biểu hiện của gene Đóng một số gene đang hoạt động và mở một sốgene chưa hoạt động

 Đồng nuôi cấy với các tế bào đã biệt hóa: khi thực hiên đồng nuôi cấy tếbào gốc và tế bào đã biệt hóa tương tác mật thiết với nhau Dẫn đến sự truyền các tínhiệu phân tử một cách hiệu quả gây ra sự biệt hóa của tế bào gốc

- Kích thích vật lý: xung điện, các lực cơ học và xử lý nhiệt có thể làm tế bào gốcbiệt hóa

- Các gốc tự do và dạng oxygene hoạt động: là các chất truyền tin nội bào có tácdụng trong quá trình biệt hóa tế bào

- Chuyển gen.

 Sử dụng để biệt hóa tế bào gốc phôi

 Đưa gen cần chuyển vào tế bào nhằm bổ sung một số gen hoạt động vào hệgen của tế bào gốc phôi, khởi động sự biệt hóa tế bào gốc theo con đường tạo thành tếbào chuyên hóa mong muốn

 Một số nghiên cứu về tế bào gốc

.1 Tế bào gốc tạo máu

 Lấy tế bào gốc tạo máu để ghép cho người bệnh từ đâu?

Bằng trải nghiệm nghìn đời, ông bà ta đúc kết “Giọt máu đào hơn ao nước lã”

để nói lên tầm quan trọng của tình thân ruột thịt - có liên hệ huyết thống với nhau.Ngày nay, với sự tiến bộ khoa học, con người càng hiểu nhiều hơn về tựnhiên, trong đó bao gồm cả cơ thể người

Máu là mô lỏng lớn nhất của cơ thể Máu gồm hai thành phần: thể hữu hình(huyết cầu) và huyết tương Chức năng chính của của máu là cung cấp các chấtnuôi dưỡng và cấu tạo các tổ chức cũng như loại bỏ các chất thải trong quátrình chuyển hóa của cơ thể Bên cạnh đó, máu chứa bạch cầu và kháng thể đóngvai trò bảo vệ cơ thể trước sự xâm nhập của tác nhân gây bệnh hay những sai lầmphát triển gây bệnh ngay chính trong cơ thể