Thực phẩm biến đổi gen

Chủ đề: THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE (GMF_ GENETICALLY MODIFIED FOOD) MỤC LỤC A LỜI MỞ ĐẦU B NỘI DUNG I ĐỊNH NGHĨA VỀ THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE I.1 Định nghĩa I.2 Lịch sử thực phẩm biến đổi gene II MỤC ĐÍCH SẢN XUẤT THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE III LỢI ÍCH CỦA THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE III.1 Lợi ích thực phẩm biến đổi gene III.2 Những lo ngại thực phẩm biến đổi gene III.3 Phương hướng giải lo ngại thực phẩm biến đổi gene IV THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ AN TOÀN VỆ SINH THỰC PHẨM V QUY TRÌNH CHUYỂN GENE VÀ PHƯƠNG PHÁP NHẬN BIẾT CẤU TRÚC CỦA GMF V.1 Quy trình chuyển gene V.1.1 Quy trình chuyển gene gián tiếp V.1.2 Quy trình chuyển gene trực tiếp V.2 Phương pháp nhận biết cấu trúc thực phẩm biến đổi gene VI MỘT SỐ THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE TIÊU BIỂU C KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO A LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, dân số giới tăng lên tỷ người dự kiến vượt 12 tỷ người sau 50 năm tới Vấn đề cung cấp đủ lương thực, thực phẩm cho nhân loại vấn đề lớn Có nhiều giải pháp nhiều nước quan tâm, đặc biệt việc mở rộng việc nghiên cứu triển khai loại thực phẩm biến đổi gene Hơn thập niên nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học nói chung trồng chuyển gene nói riêng giới mở triển vọng lớn cho loài người việc giải vấn đề an ninh lương thực môi trường bảo vệ sức khoẻ người Thực phẩm biến đổi gene hướng nghiên cứu nhà khoa học nhằm đáp ứng nhu cầu ngày tăng mặt số lượng chất lượng lương thực Một số thực phẩm xuất từ thập kỷ 90 kỷ trước với lúa mì, đậu tương, ngô, cà chua I ĐỊNH NGHĨA VỀ THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE I.1 Định nghĩa Thực phẩm biến đổi gene (GMF) thực phẩm có vật liệu di truyền (DNA) thay đổi cách không tự nhiên thông qua giới thiệu gene từ sinh vật khác Hình: Các loại thực phẩm biến đổi gene I.2 Lịch sử thực phẩm biến đổi gene Theo đánh giá Cơ quan dịch vụ quốc tế tiếp thu ứng dụng công nghệ sinh học nông nghiệp, 15 năm sau thương mại hóa, trồng công nghệ sinh học biến đổi gene vượt 180 triệu Trong năm 2010, có 154 triệu nông dân 29 quốc gia hưởng lợi từ công nghệ Với gia tăng 87 lần chưa có từ năm 1996 đến 2010, trồng công nghệ sinh học công nghệ trồng áp dụng nhanh lịch sử nông nghiệp đại - Các lĩnh vực thử nghiệm thực vật biến đổi gene xảy Pháp Mỹ năm1986, thuốc có khả đề kháng với thuốc diệt cỏ - Năm 1987, Viện di truyền thực vật Ghent (Bỉ), thành lập MarcVan Montagu Jeff Schell, Công ty đầu tư để phát triển kỹ thuật di truyền thuốc với khả chịu côn trùng cách thể gene mã hóa cho protein diệt côn trùng từ loài vi khuẩn BT (Bacillus thuringiensis) - Trung Quốc quốc gia cho phép thương mại hóa thuốc biến đổi gene kháng virus vào năm 1992 - Cây trồng biến đổi gene chấp thuận cho bán Mỹ năm 1994 cà chua FlavrSavr có thời gian bảo quản lâu - Năm 1994, Liên minh Châu Âu (EU) phê chuẩn thuốc có khả chịu thuốc diệt cỏ bromoxynil, trồng biến đổi gene thị trường Châu Âu - Năm 1995, khoai tây biến đổi gene BT phê duyệt an toàn Cơ quan Bảo vệ môi trường, trồng thực phẩm biến đổi gene chấp thuận Hoa Kỳ - Năm 2009, có 25 quốc gia nghiên cứu, sản xuất, nhập trồng biến đổi gene, chủ yếu nước phát triển phát triển (15 nước) Diện tích biến đổi gene khoảng 180 triệu ha, Hoa Kỳ 62,5 triệu ha, Argentina 21 triệu ha, Brazil 15,8 triệu ha, Ấn Độ 7,6 triệu ha, Canada 7,6 triệu II MỤC ĐÍCH SẢN XUẤT THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE - Đáp ứng nhu cầu sản phẩm từ thịt, sữa trứng Tính đến năm 2020, nhu cầu toàn giới sản phẩm từ thịt tăng 55% so với mức tiêu thụ đại, mà phần lớn nước phát triển - Đáp ứng nhu cầu loại thức ăn ngũ cốc tăng theo Tính trung bình, để tạo 1kg thịt cần 3kg thức ăn chăn nuôi từ ngũ cốc 1kg sữa cần khoảng 1kg thức ăn tương ứng - Để mở rộng diện tích canh tác mà không gây tác động bất lợi môi trường hạn chế nên việc sản xuất loại thực phẩm hay thức ăn chăn nuôi từ ngũ cốc cần phải tăng suất - Theo tính toán, đến thập kỷ tới, giới có 8- 10 tỷ người, yêu cầu tổng lương thực, thực phẩm phải đạt tốc độ tăng trưởng 40% điều khó thực tình trạng sản xuất Do sản xuất thực phẩm biến đổi gene để tăng suất, sản lượng chất lượng thực phẩm cần thiết III LỢI ÍCH CỦA THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE III.1 Lợi ích thực phẩm biến đổi gene a Đối với đời sống Thực phẩm đổi gene có đóng góp tích cực cho trình phát triển bền vững qua lĩnh vực sau: - Đảm bảo an ninh lương thực hạ giá thành lương thực giới - Góp phần xoá đói giảm nghèo - Giảm tác hại hoạt động nông nghiệp môi trường - Tăng hiệu sản xuất nhiên liệu sinh học b Đối với thân thực phẩm biến đổi gene - Cho suất cao - Có đặt tính tốt kháng sâu bọ, chịu thuốc trừ cỏ, chịu dịch bệnh, chịu điều kiện khắc nghiệt môi trường, tăng dinh dưỡng III.2 Những lo ngại thực phẩm biến đổi gene a Đối với sức khỏe người - Tăng khả gây dị ứng - Làm nhờn kháng sinh - Có thể tạo độc tố gây độc lâu dài cho thể b Đối với đa dạng sinh học - Phát tán gene biến, làm tăng tính kháng sâu bệnh, thuốc diệt cỏ tăng khả gây độc GMC loài sinh vật có ích - Tạo nên côn trùng kháng thuốc diệt côn trùng trồng tạo gây thiệt hại cho trồng - Làm ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn tự nhiên, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học - Gây đa dạng sinh học vùng sinh thái, ảnh hưởng đến chu trình nitơ hệ sinh thái vi sinh vật đất c Đối với môi trường - Làm cân hệ sinh thái giảm tính đa dạng sinh học loài chuyển gene - Làm lây lan gene kháng thuốc diệt cỏ quần thể thực vật, sinh loại sâu kháng loại GMF III.3 Phương hướng giải lo ngại thực phẩm biến đổi gene a.Vấn đề môi trường - Tạo phấn phấn không chứa gene biến đổi - Tạo vùng đệm xung quanh khu vực trồng biến đổi gene b Vấn đề sức khỏe - Tạo hạt giống có khả “tự kết liễu”, công nghệ hạn chế sử dụng gene hay công nghệ triệt sản hạt c Vấn đề kinh tế - Những vấn đề nêu giải hạ giá thành sản phẩm, tăng suất sản lượng chất lượng… → kéo theo vấn đề kinh tế giải IV THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ AN TOÀN VỆ SINH THỰC PHẨM Bên cạnh lợi ích GMF, theo nhiều nhà khoa học giới, loại thực phẩm tiềm ẩn nhiều nguy ảnh hưởng lâu dài tới sức khỏe cộng đồng - Ảnh hưởng đến hệ thống vi sinh vật hệ thống tiêu hóa - Sinh độc tố thực phẩm biếm đổi gene - Sinh chất gây dị ứng - Thành phần dinh dưỡng thực phẩm biến đổi gene bị thay đổi: giúp tăng lên số thành phần dinh dưỡng định V QUY TRÌNH CHUYỂN GENE VÀ PHƯƠNG PHÁP NHẬN BIẾT CẤU TRÚC CỦA GMF V.1 Quy trình chuyển gene gián tiếp V.1.1 Các bước thực chuyển gen - Bước 1: Xác định gene liên quan đến tính trạng cần quan tâm - Bước 2: Phân lập gene - Bước 3: Gắn gen vào vector biểu (expression vector) để biến nạp - Bước 4: Biến nạp vào E.coli - Bước 5: Tách chiết DNA plasmid - Bước 6: Biến nạp vào mô tế bào thực vật - Bước 7: Phân tích thực vật chuyển gene V.1.2 Một số phương pháp chuyển gene gián tiếp a Phương pháp chuyển gene thông qua Agrobacterium Phương pháp chuyển gene nhờ Agrobacterium có tế bào thực vật - Quy trình chuyển gene thông qua Agrobacterium (bên trái): - Thuyết minh quy trình: + Xác định cô lập đoạn gene cần chuyển + Thiết kế vecter mang gene biến nạp (ti plasmid) + Nhân (tách dòng) vector nhờ vi khuẩn E.coli + Chuyển vector mang gene biến nạp T-plasmid từ vi khuẩn E.coli sang Agrobacterium + Lây nhiễm Agrobacterium mang vector chứa gene biến nạp với tế bào/mô thực vật để tiến hành trình chuyển gen biến nạp sang mô/ tế bào đích + Chọn lọc tế bào/mô biến nạp thành công + Tái sinh mô/tế bào biến nạp thành công thành biến nạp hoàn chỉnh (đánh giá biểu gene biến nạp) - Ưu điểm nhược điểm phương pháp: + Ưu điểm: • Gene bị đào thải • Khả chuyển gene bền vững, hiệu chuyển gene cao • Giảm tối thiểu không biểu gene chuyển • Tránh hình thành chuyển gene khảm • Kỹ thuật đơn giản, dễ thực • Không đòi hỏi thiết bị đắc tiền + Nhược điểm: • Số gene biến nạp chuyển vào tế bào thực vật thấp • Khả biến nạp giới hạn • Hiệu chuyển gene mầm thấp lúa, ngô, lúa mỳ b Phương pháp chuyển gene thông qua virus b.1 Chuyển gene thông qua virus tế bào thực vật - Ngoài việc sử dụng vi khuẩn, người ta sử dụng virus vector chuyển gene vào trồng.Các loại virus sử dụng nay: Caulimovirus Geminivirus Tuy nhiên, làm vector chuyển gene cần phải đạt tiêu chuẩn sau: + Hệ gene virus phải DNA + Virus có khả di chuyển từ tế bào sang tế bào khác qua lỗ vách tế bào + Có khả mang đoạn DNA sau chuyển gene vào tế bào thực vật + Có phổ ký chủ rộng (trên nhiều loại cây) + Không gây tác hại đáng kể cho thực vật - Ưu điểm nhược điểm phương pháp: + Ưu điểm: • Dễ xâm nhập lây lan nhanh thể vật chủ • Có khả mang đoạn DNA lớn so với khả plasmid + Nhược điểm: • DNA virus khó ghép nối với hệ gene thực vật → DNA tái tổ hợp không truyền cho hệ sau • Lây nhiễm virus thường làm yếu tế bào thực vật mức độ khác → Không sử dụng phổ biến b.2 Chuyển gene gián tiếp thông qua trung gian virus động vật Phương pháp chuyển gene thông qua trung gian virus mediated biện pháp chuyển gene đặc hiệu để chuyển gene vào đối tượng nhận - Nguyên lý: Khi xâm nhập vào tế bào vật chủ, virus thường xuyên chuyển đoạn gene vào tế bào vật chủ bắt tế bào vật chủ phải tổng hợp nguyên liệu cho - Quy trình chuyển gene: - Ưu điểm nhược điểm phương pháp + Ưu điểm: • Nguyên lý phương pháp đơn giản • Không làm thay đổi hoạt động gene cũ thể • Hiểu chuyển gene cao, biểu mạnh tế bào chủ + Nhược điểm: • Tạo virus mới, lan truyền thành phần virus để tạo loại virus mạnh hơn, nguy hiểm • Thao tác phức tạp VI.2 Một số phương pháp chuyển gene trực tiếp Chuyển gene trực tiếp: sử dụng phương pháp nhằm đưa DNA mong muốn trực tiếp vàp tế bào thực vật, tỉ lệ thành công thấp tế bào thực vật có vách xenluloze dày a Nhờ hóa chất - Là phương pháp chuyển gene vào tế bào trần (protoplast) nhờ chất hóa học polyethylen glycol (PEG) - Khi có mặt PEG, màng protoplast bị thay đổi protoplast thu nhận DNA ngoại lai vào bên tế bào - Ưu- nhược điểm: + Ưu điểm: • Phương pháp chuyển gene hóa chất áp dụng với nhiều loại tế bào thực vật • Cùng lúc chuyển gene vào nhiều tế bào • Hiệu chuyển gene cao, ổn định • Không đòi hỏi thiết bị đắt tiền + Nhược điểm: • Tần số chuyển gene thấp không kiểm soát trình chuyển gene • Quá trình biến nạp khó điều khiển • Dễ dẫn đến tượng dung hợp tế bào trần , gây khó khan cho việc phân tích biểu gene b Chuyển gene qua ống phấn: - Là phương pháp chuyển không qua nuôi cấy invitro, sử dụng chuyển gene thực vật - Nguyên tắc cuả phương pháp: DNA ngoại lai chuyển vào theo đường ống phấn, chui vào bầu nhuỵ Thời gian chuyển gene vào lúc hạt phấn mọc qua vòi nhụy lúc đưa tinh tử vào thụ tinh - Ưu- nhược điểm: + Ưu điểm: hiệu suất cao + Nhược điểm: • Đòi hỏi thao tác, kĩ thuật cao • Khó xác định đựơc thời điểm chuyển gen c Chuyển qua trung gian tinh trùng(sperm mediated) - Là phương pháp dụng để chuyển gene động vật - Quy trình * Giải thích: - Sơ đồ A: Tinh trùng đa rửa ủ với DNA sử dụng để thụ tinh in vivo in vitro - Ưu - nhược điểm: + Ưu điểm: • Phương pháp đơn giản • Tinh trùng khả thụ tinh + Nhược điểm: • Gen đa hợp thường bất hoạt xếp lại DNA • Hiệu chuyển gene không cao - Sơ đồ B: + Màng tinh trùng bị tổn thương chất tẩy nhẹ DNA ngoại lai vào tinh trùng cách tự + Các tinh trùng sử dụng để thụ tinh in vitro phương pháp ICSI - Ưu - nhược điểm: + Ưu điểm: làm tăng hội hợp DNA ngoại lai vào genome phôi + Nhược điểm: tinh trùng khả tự thụ tinh d Chuyển gene sử dụng tế bào gốc (stem cell) - Đây phương pháp chủ yếu sử dụng chuyển gene động vật - Các tế bào gốc phôi (tế bào phôi giai đoạn 16-32 tế bào) tế bào đa (totipotent), phân hoá thành loại mô từ tạo nên thể hoàn chỉnh - Quy trình: * Giải thích: + Tách chiết tế bào phôi gốc từ túi phôi nuôi cấy in vitro + Biến nạp gene ngoại lai vào tế bào phôi tách chiết + Đưa tế bào biến nạp gene lạ vào phôi khác giai đoạn phôi nang để tạo động vật chuyển gene thể khảm - Ưu- nhược điểm phương pháp: + Ưu điểm: • Tỉ lệ phôi sống sót sau thao tác, tích hợp biểu tính trạng gene cao • Cho phép tạo cách xác đột biến gen xác định tái tổ hợp đồng dạng • Việc chuyển gene tiến hành thông qua thao tác với phôi dâu túi phôi Phôi giai đoạn thu nhận mà không cần phẫu thuật (đặc biệt bò), công việc chuyển gene tiến hành dễ dàng + Nhược điểm: • Thao tác đòi hỏi kĩ thuật cao • Phương pháp có ý nghĩa đặc biệt nghiên cứu kiểm tra di truyền trình phát triển Bằng súng bắn gene: - Nguyên lý: + Ngâm vi đạn với dung dịch có chứa đoạn DNA ngoại lai cần chuyển + Các vi đạn làm khô đĩa kim loại mỏng + Đĩa gắn vào đầu viên đạn lớn có kích thước vừa khít đầu nong súng bắn gene + Khi bắn, viên đạn lớn bị giữ lại vi đạn xuyên vào tế bào + Sau bắn, tách mô, tế bào nuôi cấy invitro để tái sinh - Ưu- nhược điểm: + Ưu điểm: • Thao tác dễ dàng • Có thể chuyển vào nhiều loại tế bào mô • Các tế bào biến nạp có tỉ lệ sống cao, cho phép đưa gene vào tế bào vị trí mong muốn + Nhược điểm: • Thiết bị đắt tiền • Tần số biến nạp ổn định thấp e Bằng xung điện - Nguyên lý: THỰC VẬT - Chuyển gene vào protoplast thực vật - Ở điện cao, thời gian ngắn tạo lỗ màng protoplast làm cho DNA bên môi trường xâm nhập vào bên tế bào -Người ta chuẩn bị protoplast với plasmid tái tổ hợp mang gene mong muốn cần chuyển vào thực vật - Kết qủa màng tế bào xuất lỗ thủng tạm thời giúp cho plasmid tái tổ hợp xâm nhập vào hệ gene tế bào thực vật trình thực cuvet chuyện dụng - Sau xung điện đem protplast nuôi cấy môi trường thích hợp, môi trường chọn lọc để tách protplast thực biến nạp sau nuôi cấy invitro, tái sinh chọn lọc câu chuyển gene ĐỘNG VẬT -là phương pháp học sử dụng để đưa phân tử phân cực vào tế bào chủ qua màng tế bào -Trong phương pháp này, xung điện cao khoảnh khắc (vài phần nghìn giây) có khả làm rối loạn cấu trúc màng kép phospholipid, tạo lỗ thủng tạm thời cho phép phân tử DNA ngoại lai từ môi trường xâm nhập vào bên tế bào Hình ảnh dùng xung điện tạo lỗ thủng màng tế bào - Ưu- nhược điểm: + Ưu điểm: phương pháp áp dụng hiều lọai thực vật + Nhược điểm: • Tỉ lệ tế bào chuyển gene thấp • Sức sống tế bào giảm đột ngột, khó phục hồi • Phương pháp có tỷ lệ tế bào chết nhiều một loại tế bào cần đòi hỏi biện pháp tiền xử lý thích hợp f Chuyển gene phương pháp vi tiêm - Nguyên lý: lượng nhỏ DNA tiêm trực tiếp vào nhân tế bào phôi trần tế bào nguyên vẹn cách học kính hiển vi Hình ảnh chuyển gene vi tiêm - Ưu- nhược điểm: + Ưu điểm: • Có thể tối ưu lượng DNA đưa vào tế bào • Có thể đưa cách xác chí vào tận nhân quan sát • Các tế bào có cấu trúc nhỏ hạt phấn tế bào tiền phôi hạn chế số lượng tiêm xác • Quyết định đưa DNA vào loại tế bào • Có thể nuôi riêng lẻ tế bào vi tiêm biến nạp vào giống • Phương pháp có tỷ lệ tế bào chết nhiều một loại tế bào cần đòi hỏi biện pháp tiền xử lý thích hợp + Nhược điểm: • Mỗi lần tiêm phát tiêm với tế bào • Thao tác làm đòi hỏi độ xác cao • Do đòi hỏi phải tinh vi, tỉ mỉ xác • Số lượng tế bào vi tiêm hạn chế • Có thể làm tổn thương đến tế bào phôi tác nhân học gây tiến hành vi tiêm V.3 Các phương pháp nhận biết cấu trúc thực phẩm biến đổi gene - Có ba phương pháp để xác định GMOs là: a Phương pháp khuyếch đại dựa sở nucleotid: bao gồm kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction), phản ứng LCP (Ligase Chain Reaction), khuyếch đại dựa trình tự acid nucleic (NASBA), kỹ thuật dấu vân tay (RFLP, AFLP, RAPD,…), lai mẫu dò, chép trình tự trì liên tục (3SR), khuyếch đại enzym chép Q + Phương pháp nhờ vào liên kết đặc hiệu protein kháng thể Kháng thể bảo vệ thể chống lại xâm nhập vi khuẩn virus Khi kháng thể nhận phân tử lạ liên kết với phân tử này, phân tích phát GMOs phức tạp mối liên kết nhận biết nhờ phản ứng hình thành sắc tố Đây kỹ thuật ELISA, kháng thể cần thiết để nhận biết protein không sinh không nhận protein Protein phải làm từ thân GMOs tổng hợp thư viện thành phần acid amin protein biết rõ Kỹ thuật phát protein đặc hiệu sử dụng ELISA thích hợp với việc phân tích nguyên liệu thô + Phương pháp dựa sở ARN: phương pháp nhờ vào liên kết đặc hiệu phân tử ARN phân tử ADN ARN tổng hợp (còn gọi đoạn mồi (primer) Primer phải bổ sung với trình tự nucleotid điểm khởi đầu phân tử ARN Kết phân tử tách đôi tương tự ADN Thường liên kết ARN primer dẫn đến chuyển hóa phân tử ARN thành phân tử ADN thông qua trình chép ngược Cuối ADN nhân lên nhờ PCR Hoặc ARN phiên mã thành hàng trăm copy phân tử ARN gốc trình lặp lại nhờ sử dụng phân tử ARN copy mẫu chuẩn kỹ thuật NASBA (Nucleic acid sequence-based amplification) + Phương pháp dựa sở ADN chủ yếu nhờ vào nhân đôi ADN đặc hiệu với kỹ thuật PCR Kỹ thuật dùng để xác định sản phẩm GM, với đoạn mồi (primer) thiết kế dựa trình tự điều tiết gen cấu trúc đoạn gen chuyển Các đoạn primer thiết kế có vài đặc điểm đặc biệt sử dụng để sàng lọc sản phẩm phát sản phẩm đặc hiệu Hai mạch ADN tổng hợp có vai trò quan trọng chuỗi phản ứng trùng hợp này, mạch ADN bổ sung với mạch cặp mồi Primer thứ cặp đôi mã hoá cho chuỗi ADN nhân đôi, primer thứ bắt cặp với mạch ADN lại không mã hoá chuỗi ADN Trong phản ứng PCR, giai đoạn chu kỳ: phân tử ADN tách đôi Giai đoạn 2, diễn bắt cặp đoạn primer với chuỗi ADN bổ sung chúng Giai đoạn tạo thành hoàn hảo chuỗi ADN gốc nhờ bổ sung nucleotid thích hợp để kết thúc đoạn primer Khi chu trình hoàn thành ta lặp lại chu trình này, chu kỳ kết thúc số lượng lại tăng lên gấp đôi, kết sản phẩm khuyếch đại nhanh Sau 20 chu kỳ, số lượng tăng gấp triệu lần Tuy nhiên chu kỳ định số lượng sản phẩm khuyếch đại bị ức chế, không tăng lên Kỹ thuật PCR không thích hợp để phát thực phẩm qua chế biến mức độ cao đoạn ADN thực phẩm bị gẫy thành mảnh nhỏ Tuy nhiên, PCR kỹ thuật phổ biến sử dụng rộng rãi, phương pháp nhạy có tính đặc hiệu cao, phát acid nucleic khối lượng nhỏ Kỹ thuật PCR không sử dụng để xác định sản phẩm GM mà sử dụng vào mục đích định lượng, định tính Vì mà có quantitative-PCR, multiplex-PCR, real-time PCR, qualitative-PCR…Để tuân theo ngưỡng dán nhãn GMOSSs có thành phần thực phẩm, real-time PCR, quantitative competitive PCR (QCPCR) ứng dụng nhiều phòng thí nghiệm để kiểm soát thức sản phẩm thực phẩm b Phương pháp dựa cở sở protein: bao gồm điện di gel SDS chiều, điện di gel SDS hai chiều, phân tích Western-blot kỹ thuật ELISA (Enyme linked immunosorbent assays) c Phương pháp dựa sở phát hoạt tính enzyme : phương pháp không thích hợp với thực phẩm qua chế biến lúc protein bị biến tính VI MỘT SỐ THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GENE TIÊU BIỂU VI.1 Thực phẩm biến đỏi gene có nguồn gốc thực vật a Gạo vàng giàu vitamin A - Gạo vàng (Golden rice) thực phẩm trồng chuyển gene (GM) xếp đầu bảng - Ưu điểm: sản phẩm chống đói, tăng cường sức khỏe tốt cho người, đặc biệt cung cấp vitamin A (beta-carotene) cần cho thể trẻ nhỏ, hạn chế nguy gây mù lòa theo số liệu thống kê giới năm có khoảng nửa triệu trẻ em mắc phải bệnh này, lý bị thiếu vitamin A - Giống lúa vàng đời năm 1999 cách cài xen hai gene đảm nhận chức đóng mở, tạo giống lúa màu vàng, hạt giàu hàm lượng beta- carotene (tiền vitamin A) màu sắc vàng gạo thể mức độ giàu vitamin A b Giống đu đủ chuyển gene Xếp thứ danh sách giống đu đủ GM kháng bệnh đốm vòng virus có tên PRSVV (Papaya ringspot virus) gây làm hại nhiều phận khác đủ đủ, từ lá, quả, thân cuống - Giống đu đủ GM trồng nhiều Tha Pra, Thái Lan - Ưu điểm: có khả kháng bệnh đốm vòng virus, cho sản lượng cao, khỏe, có lợi cho sức khỏe người… c Lúa chuyển gene - Một sản phẩm GM có khả giúp người khắc phục nạn đói thiếu lương thực loại lúa GM tên SNORKEL1 SNORKEL2 Đây giống lúa nhà khoa học Nhật Bản tạo - Để tạo giống lúa nhà khoa học tìm cặp gene có tên SNORKEL giúp cho trồng phát triển nhanh sống môi trường nước nhiều giúp phát triển mặt nước - Ưu điểm: + Chịu hạn hán, lũ lụt, có suất cao thân cao phù hợp chân ruộng thường xuyên bị úng lụt Thái Lan Campuchia + Mỗi nước dâng cao, lúa lại tích lũy hormone ethylene hormone đến lượt kích hoạt gene SNORKEL làm cho thân lúa phát triển nhanh cứng cáp d Cà chua chuyển gene Các chuyên gia Trung tâm Nghiên cứu John Inne Centre Anh tạo loại cà chua chuyển gene đặc biệt - Để tạo giống cà chua nhà khoa học sử dụng gene có loài hoa kim ngũ thảo (Snapdragon) cài xen vào hệ gen cà chua - Ưu điểm: có hàm lượng anthocyanins cao, chất chống ôxi hóa có tác dụng giảm nhiều bệnh cho người, có bệnh ung thư, có sức đề kháng tốt, chịu sâu bệnh cho suất cao hẳn so với cà chua truyền thống - Một nghiên cứu khác: + Các nhà khoa học UCLA tạo cà chua sản sinh peptide bắt chước hoạt động cholesterol tốt ăn vào Hoạt tính peptide loại cà chua phát thấy ruột non máu, cho thấy việc hướng mục tiêu tới ruột non chiến lược để giúp phòng ngừa chứng xơ vữa động mạch chế độ ăn uống gây ra, bệnh mảng bám động mạch gây nên dẫn tới đau tim đột quỵ + Đặc biệt nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu tạo giống cà chua sản sinh 6F - loại peptide nhỏ bắt chước hoạt tính apoA-1 – protein HDL hay cholesterol tốt Điều giúp giảm đáng kể tình trạng viêm nhiễm, hoạt tính paraoxonase mạnh enzyme chống oxy hóa liên kết với cholesterol tốt; hàm lượng cholesterol tốt mức cao hơn; giảm axit lysophosphatidic – chất hoạt hóa khối u làm gia tăng mảng bám động mạch mô hình động vật; mảng bám xơ vữa động mạch e Ngô chuyển gene Ngô xem sản phẩm chủ đạo công nghệ chuyển gene - Quy trình: + Ưu điểm: Năng suất cao, chịu sâu bệnh, có hàm lượng dưỡng chất hữu ích cho người tiêu dùng, có hàm lượng vitamin C cao gấp lần vitamin C, E gấp lần so với ngô truyền thống - Giống ngô GM giàu dưỡng chất tạo cách cài xen vào ngô gene, tạo tới loại vitamin khác - Giống ngô chuyên gia ĐH Lleida Tây Ban Nha trồng thử nghiệm dự kiến có mặt thị trường tương lai gần f Chuối chuyển gene Xếp thứ danh sách chuối chuyển gene, sản phẩm phổ biến quốc gia châu Phi, đặc biệt Uganda nơi coi thực phẩm chủ đạo, trung bình người dân Uganda ăn tới kg chuối/ ngày - Mặt trái loại chuối dùng làm thực phẩm thiếu hụt sắt vitamin A nên nhiều người dân bị suy dinh dưỡng - Để hạn chế tình trạng chuyên gia ĐH Bách khoa Queenland (Australia) lai tạo cho đời giống chuối chuyển gene có tên Cavendish Banana - Ưu điểm: Có hàm lượng sắt beta carotene cao - Giống chuối trồng thử nghiệm Australia đưa sang trồng Uganda vào cuối năm 2011 - Đặc biệt, đây, người hoàn toàn sớm phòng ngừa bệnh viêm gan B hay bệnh tả cách đơn giản là… ăn chuối Bởi nhà khoa học nghiên cứu thành công tiêm loại virus vào chuối non, gene di truyền virus nhanh chóng trở thành phần vĩnh viễn tế bào thực vật Khi trồng phát triển, tế bào sản xuất protein virus - phần truyền nhiễm virus Khi người ăn chuối biến đổi gene, loại chuối có đầy đủ protein virus, hệ thống miễn dịch tạo kháng thể chống lại bệnh tật giống loại vắc-xin truyền thống VI.2 Thực phẩm biến đổi gene có nguồn gốc động vật Lợn chuyển gene - Bằng kỹ thuật chuyển gene, nhà khoa học tạo loại lợn có tên Enviropig hay Frankenswine Đây giống lợn môi trường có khả trẻ hóa, xử lý phốt có hiệu Nói ngắn gọn phân nước tiểu lợn Enviropig có chứa phytale (một dạng phốt pho) thấp nên không gây ô nhiễm môi trường, không giết hại động vật phù du, tảo gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái nước Để tạo loại lợn Enviropig nhà khoa học bổ sung loại khuẩn E.coli ADN chuột vào phôi bào lợn Quá trình chuyển gene làm cho lợn xử lý phốt tốt trình tiêu hóa nên giảm tới 75% phốt thải qua đường phân nước tiểu - Lợn chuyển gene ứng dụng nhiều lĩnh vực khác đặc biệt việc tăng tỉ nạc/mỡ, tăng khối lượng để đem lại hiệu kinh tế y học, sử dụng số nôi tạng để thay cho người Cá chuyển gene - Có nhiều phương pháp chyển gene vào cá, phương pháp hiệu vi tiêm trực tiếp DNA vào phôi - Chuyển gen vào phôi cá bột thành công phương pháp xung điện, chuyển gene ngoại lai vào cá phương biến nạp xung điện, gene luciferase đom đóm laZ E.coli chuyển vào trứng thụ tinh loại bỏ màng chorion cá trê Châu Phi cá mú vằn phương pháp xung điện - Hình: Cá hồi chuyển gene hormone sinh trưởng (phải) cá hồi đối chứng (trái) Hình: Cá chép (Common carp) chuyển gene hormone sinh trưởng Cừu chuyển gene Cứu chuyển gene tạo mà sữa chúng có chứa protein Lactoferrin, có tác dụng chất kháng sinh Bò sữa chuyển gene - Quy trình tạo bò chuyển gene: + Tách chiết, phân lập gene CSN2, CSN2/3 + Tạo sỡ vật liệu biến nạp gene + Chuyển gene vào hợp tử bò + Nuôi cấy phôi ống nghiệm, + Kiểm tra bò sinh từ phôi chuyển gene + Tạo nguồn bò chuyển gene cách liên tục - Ưu điểm: + Bò bổ sung gene mã hoá protein beta kappa casein cho sữa có hàm lượng beta casein cao 20% kappa casein tăng gấp lần so với sữa bò bình thường + Trong sữa có chứa protein beta-lactoglobulin (BLG), thành phần sữa người + Sữa tạo không chứa loại protein gây dị ứng, có lợi cho sức khỏe sữa thông thường chứa hàm lượng protein casein cao hơn, nghĩa mức can-xi cao lượng pho-mát tách từ sữa nhiều - Nhược điểm: lượng casein cao lên gấp đôi, làm tăng nguy cho người bị dị ứng sữa Gà chuyển gene: Nhà khoa học người Anh tạo giống gà biến đổi gene tạo thuốc chống ung thư trứng chúng Các gà cấy gen người vào ADN chúng nhằm tạo dạng protein hỗn hợp có tác dụng loại thuốc sử dụng để điều trị ung thư da bệnh khác - Gà mái đẻ trứng có chứa loại protein interferon b-1a, có tác dụng kháng virus gây bệnh; miR24 - có tiềm điều trị khối u ác tính viêm khớp Nhà khoa học người Anh tạo giống gà biến đổi gene tạo thuốc chống ung thư trứng chúng Các gà cấy gen người vào ADN chúng nhằm tạo dạng protein hỗn hợp có tác dụng loại thuốc sử dụng để điều trị ung thư da bệnh khác C KẾT LUẬN Thực phẩm biến đổi gene có khả giải phần lớn vấn đề đói suy dinh dưỡng giới Đồng thời, bảo vệ, giữ gìn môi trường thông qua nâng cao sản lượng trồng giảm bớt phụ thuộc vào thuốc trừ sâu thuốc diệt cỏ hóa học Tuy nhiên, thực phẩm biến đổi gene đặt nhiều thách thức cho phủ nước, đặc biệt mặt kiểm định an toàn, sách quốc tế dán nhãn thực phẩm Biến đổi gene xu hướng tránh khỏi tương lai, làm ngơ trước công nghệ có nguồn lợi ích khổng lồ Chỉ có điều, phải cẩn thận để không gây tác hại ý muốn cho sức người tiêu dùng lẫn môi trường Phải công nhận bước đột phá khoa học nói chung ngành sinh học nói riêng giải nhiều khó khăn toàn cầu Nhưng mong nghiên cứu không dừng lại mà phải đến để không lỗ hỏng làm sáng tỏ tất dư luận tạo nên lòng tin vững cho người tiêu dùng lựa chọn, hướng tới tương lai khoa học, sống mà người mong muốn, tương lai mà người làm chủ Đây đề tài nằm tranh cãi, mong qua giúp bạn có nhìn chung thực phẩm biến đổi gene nước TÀI LIỆU THAM KHẢO - http://iasvn.org/homepage/Nghien-cuu-tao-ra-ca-chua-bien-doi-gien-bat-chuoc-hoat-tinh-cuacholesterol-tot-2780.html - http://www.zun.vn/tai-lieu/de-tai-phuong-phap-phat-hien-sinh-vat-bien-doi-gen-4847/ - http://voer.edu.vn/module/khoa-hoc-xa-hoi/mot-so-thanh-tuu-trong-linh-vuc-tao-thuc-vat-chuyengen.html - http://chicucthuyhcm.org.vn/new/2011/02/11/10-thanh-tuu-sang-choi-linh-vuc-chuyen-gen.aspx http://www.ngheandost.gov.vn/JournalDetail/ar1596_Mot_so_van_de_ve_sinh_vat_chuyen_gen_.aspx - http://sofri.org.vn/NewsDetail.aspx?l=&id=192&cat=1&catdetail=3 - http://baigiang.violet.vn/present/show?entry_id=4640264 - http://baigiang.violet.vn/present/show?entry_id=5082443