Với kết cấu nội dung gồm 5 phần, bài tiểu luận Các phương pháp cải tiến giống vi sinh vật trong công nghiệp trình bày về: Phân lập các giống vi sinh vật thuần chủng, các phương pháp cải tạo giống vi sinh vật trong công nghiệp, các yêu cầu của cải tạo giống, ứng dụng của các phương pháp cải tiến giống trong sản xuất công nghiệp,...
BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỈ THUẬT MƠI TRƯỜNG oOo Đề tài: CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP BÀI TIỂU LUẬN NHĨM 4 Mơn: VI SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn: Ths. Trần Quốc Huy TPHCM, tháng 9 năm 2015 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỈ THUẬT MƠI TRƯỜNG oOo Đề tài: CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP BÀI TIỂU LUẬN NHĨM 4 Mơn: VI SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn: Ths. Trần Quốc Huy Nhóm sinh viên thực hiện Bùi Văn Sự 3008140170 Nguyễn Phước Thịnh 3008140175 Thái Văn Tú 3008140580 Huỳnh Ngọc Quang 3008140018 Nguyễn Đình Gian 3008140143 Lê Tân 3008140153 Trần Minh Quan 3008140207 TPHCM, tháng 9 năm 2015 LỜI CẢM ƠN Chúng tơi xin trân thành cảm ơn Ths. Trần Quốc Huy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ chúng tơi trong suốt thời gian học tập.Một lần nữa nhóm chúng tơi xin trân thành cảm ơn thầy Mặc dù bài tiểu luận đã hồn thành nhưng khó tránh những sai sót.Mong rằng sẽ nhận được đóng góp ý kiến của thầy cơ và các bạn để bài tiểu luận hồn thiện hơn Từ đó,chúng tơi sẽ có thêm nhiều kinh nghiệm để thực hiện những bài tiều luận tiếp theo cũng như đồ án sau này và nghề nghiệp tương lai Sau cùng chúng tơi xin chúc Ths. Trần Quốc Huy và tồn thể các thầy cơ trong Khoa thật dồi dào sức khỏe, niềm vui để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức của mình cho thế hệ mai sau Trân trọng cảm ơn! NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN LỜI CAM ĐOAN Chúng tơi xin cam đoan: Bài tiểu luận do các thành viên trong nhóm cùng chung tay làm việc,có sự phân cơng rõ ràng và cơng bằng giữa các thành viên trong nhóm. Đồng thời, khơng sao chép bất cứ bài tiểu luận của bất kì ai. Các nội dung trong bài báo cáo đã được tham khảo kỉ lưỡng trước khi đưa vào bài tiều luận.Chúng tơi sẽ chịu hồn tồn trách nhiệm trước thầy và Khoa về những cam đoan này TP.HCM, ngày 30 tháng 9 năm 2015 NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT VSV Vi sinh vật GFP Green fluorescense protein PTN Phòng thí nghiệm CN Cơng nghệ CNSH Cơng nghệ sinh học 2,5 DKG Axit 2,5diketoDgluconic 2KLG Axit 2ketoLglucoznic Vit Vitamin DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Bảng 2.1 : Một số sản phẩm sinh ra thơng qua các vi khuẩn chứa các gene người được tạo dòng nhờ phương páp kỉ thuật di truyền Bảng 3.1 : Các loại protein trị liệu tạo ra do E. coli hay nấm men S. cerevisiae Số trang 2021 2324 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH STT Tên hình Hình 1.1: “Ơng tổ” của nghành vi sinh vật học Hình 1.2 : Qúa trình sàng lọc Số trang 3 Hình 2.1 : Gen bị đột biến Hình 2.2: Các tác nhân vật lí gây độ biến 67 Hình 2.3: Các tác nhân hóa học gây đột biến Hình 2.4: Các loại vi sinh vật được cải tiến cho năng suất cao 10 Hình 2.5 : Hiện tượng biến nạp 12 Hình 2.6: Kỉ thuật biến nạp được sử dụng ở vi khuẩn E. Coli 13 Hình 2.7: Tải nạp chung (generalized transduction) 14 10 Hình 2.8: Tải nạp chuyên biệt hay tải nạp hạn chế (restricted transduction) 15 11 Hình 2.9: Sơ đồ thí nghiệm tạo dòng vi khuẩn mang ADN tái tổ hợp có chứa gen Insulin ở người 16 12 Hình 2.10: (a) Joshua Lederberg (trái) và E.L. Tatum; (b) E. coli tiếp hợp. Hai tế bào kết hợp nhau bằng một cầu nối, thể cho bên trái và thể nhận bên phải 17 13 Hình 2.11: Sự tiếp hợp giữa các tế bào E. coli F+(đực) với F (cái) 18 14 Hình 2.12 : Thí nghiệm kinh điển của J. Lederberg và E. Tatum 19 15 Hình 2.13: Cơ chế tiếp hợp và tái tổ hợp gene ở các tế bào E. coli 19 10 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP NHĨM Tải nạp chun biệt( đặc hiệu, hạn chế) là trường hợp phage chỉ truyền đi những gene nhất định từ thể cho sang thể nhận Hình 2.8: Tải nạp chun biệt hay tải nạp hạn chế (restricted transduction) Ngồi ra có thể sử dụng các kĩ thuật như kĩ thuật siêu âm, kĩ thuật xung điện, vi tiêm,bắn gen để nạp gen là vào tế bào chủ Kĩ thuật siêu âm: là kĩ thuật dùng máy siêu âm để đưa ADN ngoại lai xâm nhập vào bộ gen tế bào trần của vật chủ Kĩ thuật xung điện: là kĩ thuật sử dụng dòng điện cao áp khoảng 500V/cm với thời gian 45%o giây tạo các lỗ thủng trên tế bào trần làm cho gen lạ bên ngồi dễ xâm nhập vào bộ gen của tế bào chủ Kĩ thuật vi tiêm: là kĩ thuật sử dụng một lượng nhỏ ADN (các gen) tiêm vào tế bào chủ hoặc tiêm vào tế bào trứng đã thụ tinh ở giai đoạn phơi có 48 tế bào Kĩ thuật bắn gen: là kĩ thuật sử dụng sử dụng thiết bị bắn vi đạn mang gen cần chuyển (súng bắn gen) vào bộ gen của tế bào chủ. Vi đạn là các hạt vonfram Page | 29 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường hoặc vàng trộn với gen cần chuyển và phụ gia làm gen chuyển bao quanh vi đạn. Vi đạn được gắn vào đầu viên đạn lớn hơn, sau đó được nạp vào súng bắn gen. Súng bắn gen có lưới thép mịn đầu nòng cho phép khi bắn thì viên đạn lớn được giữ lại, còn vi đạn được bắn vào tế bào với gia tốc lớn Gen cần chuyển được bắn vào có thể tái tổ hợp với bộ gen của tế bào chủ, tạo nên tế bào mang gen chuyển, từ tạo thể chuyển gen Các thành tựu tiêu biều: Tạo chủng vi khuẩn E.Coli sản suất hcmơn insulin để chữa tiểu đường ở người Tạo chủng vi khuẩn E.Coli sản suất hoocmơn somatostatin Chuyển gen tổng hợp kháng sinh của xạ khuẩn (sinh sản chậm) vào các chủng vi khuẩn (sinh sản nhanh) nhằm mục đích hạ giá thành thuốc kháng sinh Tạo chủng vi khuẩn chuyển gen có khả năng phân hủy nhanh rác thải Page | 30 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP NHĨM Hình 2.9: Sơ đồ thí nghiệm tạo dòng vi khuẩn mang ADN tái tổ hợp có chứa gen Insulin ở người Page | 31 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường 2.2.3 Giao nạp hay tiếp hợp (Conjugation) Vào năm 1946, J. Lederberg và E. Tatum chứng minh có trao đổi vật chất di truyền vi khuẩn sống Sự trao đổi gọi giao nạp hay tiếp hợp Hình 2.10: (a) Joshua Lederberg (trái) và E.L. Tatum; (b) E. coli tiếp hợp. Hai tế bào kết hợp nhau bằng một cầu nối, thể cho bên trái và thể nhận bên phải Giao nạp ở vi khuẩn là sự kết hợp nhất thời của hai tế bào có kiểu bắt cặp đối nhau, được tiếp nối bằng sự chuyển một phần vật chất di truyền từ tế bào cho sang tế bào nhận qua cầu tế bào chất, và sau đó các tế bào tách nhau ra ( exconjugants). Giao nạp đòi hỏi sự tiếp xúc trực tiếp giữa 2 loại tế bào được khởi sự bằng ống giao nạp hay tính mao (pilus), một sợi ống nhỏ rất dài do tế bào cho (donor cell) tạo ADN được truyền qua một cầu tế bào chất mỏng (a thin cytoplasmic bridge) gọi là ống giao nạp (conjugation tube). Kiểu sao chép sigma (σ) được tế bào vi khuẩn sử dụng trong giao nạp để truyền phân tử ADN dạng thẳng sang tế bào khác. Khi đọan ADN vào bên Page | 32 Khoa Công Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Môi Trường CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP NHĨM trong tế bào nhận (recipient cell), nó thực hiện tái tổ hợp với các gen tương đồng (homologous gens) Hình 2.11: Sự tiếp hợp giữa các tế bào E. coli F+(đực) với F (cái),với sự truyền nhân tố F (ở dạng DNA sợi đơn đang tái bản kiểu vòng lăn) từ tế bào F+bào F qua cầu tiếp hợp. Trong điều kiện lý tưởng, tế bào F bản sao của nhân tố F và sau đó tổng hợp sợi DNA bổ sung và trỏ thành tế bào F+ Thí nghiệm: Vào năm 1946, Joshua Lederberg và E.L.Tatum đã sử dụng các nòi đột biến khuyết dưỡng khác nhau E, coli để chứng minh có tái tổ hợp giữa chúng. Cụ thể, nòi A có kiểu gene met bio thr+ leu+ và nòi B có kiểu gene ngược lại, met+ bio+ thr leu. Nếu đem ni cấy riêng rẽ trên các mơi trường tối thiểu, các nòi này khơng sinh trưởng được. Tuy nhiên sau khi trộn lẫn hai nòi A và B trong ống nghiệm và đem cấy lên mơi trường tối thiểu, thấy có xuất hiện các khuẩn lạc. Điều đó chứng tỏ có sự tái tổ hợp giữa hai nòi và làm xuất hiện dạng lai hay các thể tái tổ hợp, với kiểu gene met+ bio+ thr+ leu+ bù đắp sự khiếm khuyết cho nhau trong nhu cầu dinh dưỡng (Hình 2.12) Page | 33 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường Hình 2.12 : Thí nghiệm kinh điển của J. Lederberg và E. Tatum Hình 2.13 cho thấy cơ chế tiếp hợp ở E. coli Hình 2.13: Cơ chế tiếp hợp và tái tổ hợp gene ở các tế bào E. coli Page | 34 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP NHĨM Nhờ các phương pháp kỉ thuật di truyền được áp dụng vào cải tiến các giống vi sinh vật mà một số lĩnh vực trong xã hội đã được giải quyết một các hiệu quả Bảng 2.1 : Một số sản phẩm sinh ra thơng qua các vi khuẩn chứa các gene người được tạo dòng nhờ phương pháp kỉ thuật di truyền Sản phẩm Áp dụng Các interferon Điều trị các bệnh lây nhiễm virus và một số bệnh ung thư Interleukin 2 Kích thích hệ thống miễn dịch và có thể dùng trong điều trị ung thư và các rối loạn hệ thống miễn dịch Insulin Điều trị bệnh tiểu đường Somatotropin (GH) Điều trị dị tật lùn thuộc về tuyến n Chất kích hoạt plasminogen Làm tan các cục đơng máu cho điều trị và ngăn chặn các tình trạng tắc nghẽn tim mạch Nhân tố hoại tử khối u Tấn cơng và giết các khối u ung thư Các nhân tố XI và VIII Điều trị bệnh máu khó đơng Erythropoietin Kích thích tạo các tế bào hồng cầu cho điều trị bệnh thiếu máu (anemia) Page | 35 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường Beta endorphin Các chất giảm đau tự nhiên do cơ thể tạo ra; có thể được dùng làm giảm đau Các enzyme Được dùng rộng rãi từ việc điều khiển các phản ứng hố học trong các q trình kỹ nghệ cho đến việc bổ sung các enzyme trong khẩu phần ăn của người Các vaccine tiểu đơn vị (tái tổ hợp) Kích thích khả năng miễn dịch của cơ thể đối với một hoặc hai kháng ngun then chốt của một tácnhân gây bệnh; giảm nguy cơ rủi ro của các vaccine thơng thường 2.3 Lựa chọn giống thường xun Thu thập các số liệu năng suất của các chủng vi sinh vật trong từng thời kì . Sao đó đánh giá dựa trên các tiêu chuẩn đề ra nếu khơng phù hợp cần thay thế giống khác để đạt được chất lượng cao hơn. Giúp năng suất sản phẩm luôn đạt được kết quả cao nhất III. CÁC YÊU CẦU VỀ CẢI TẠO GIỐNG VI SINH VẬT Một giống sau khi được cải tạo phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Cho năng suất cao, chất lượng tốt Sử dụng ngun liệu sẵn có, rẻ tiền Thời gian sản xuất ngắn hơn chủng ban đầu Sinh khối hay sản phẩm sinh ra dễ sử dụng Khơng cho các sản phảm phụ khơng mong muốn Vi sinh vật phải được thuần chủng, khơng chứa vi sinh vật lạ, đặc biệt là vi sinh vật khơng có lợi hay gây hại Chủng sinh vật phải khỏe mạnh, phát triển nhanh Có khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của mơi trường Dễ bảo quản và sử dụng các đặc tính sinh lí, sinh hóa ln ổn định trong thời gian sử dụng Page | 36 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP NHĨM Có khả năng thay đổi các đặc tính bằng các kĩ thuật đột biến, kỹ thuật gen để khơng ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm IV. ỨNG DỤNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG TRONG SẢN XUẤT CƠNG NGHIỆP 4.1. Thi ết kế trao đổi chất (Metabolic Design) Hai ví dụ điển hình đầu tiên là tạo dòng tế bào E. coli sinh tổng hợp các chất, mà vốn nó khơng có khả năng này, như sắc tố xanh indigo và sắc tố đen melanin. Sự tạo dòng một gen từ Pseudomonas putida vào E.coli làm nó có khả năng tổng hợp indigo xanh trong mơi trường có tryptophan. Sự tạo dòng gen tyrosinaz cho E. coli làm nó biến tyrozin thành dopaquinone và chất này ngẫu biến thành melanin khi có khơng khí Tiếp theo, các sản phẩm trao đổi chất sơ cấp và thứ cấp được sản xuất từ các dòng thiết kế như các chủng sử dụng lactoz, chuyển hố xyloz, sản xuất etanol từ pentoz, phân giải các chất dị sinh (xenobiotics),… 4.2 Cơng ngh ệ bề mặt tế bào nấm men Các protein trên bề mặt tế bào nấm men cũng được tổng hợp bên trong tế bào sau đó chúng được đưa ra gắn lên bề mặt tế bào. Dựa vào sự hiểu biết các gen tương ứng, công nghệ bề mặt tế bào (cell surface technology) đã ra đời. Sử dụng CN gen để cố định protein ngoại lai trên bề mặt tế bào nhằm thay đổi và cải thiện chức năng của tế bào. Tiềm năng ứng dụng đa dạng của nó gồm: sản xuất các enzym, kháng thể, kháng ngun, thụ thể, Bước đầu, các nhà nghiên cứu đã thành cơng trong biểu hiên các enzym như glycosyl hydrolse, glucozamylaz, lipaz, PTN CNSH phân tử Đại học KHTN (TPHCM) đã tạo được chủng nấm men gắn protein GFP ( protein phát huỳnh quang xanh lục của sứa) và chủng gắn alphaamylaz 4.3 S ản xuất etanol nhiên liệu . Nấm men S. cerevisiae và vi khuẩn Zymomonas mobilis là 2 VSV chủ yếu có khả năng sử dụng trong lên men etanol nhiên liệu. Nấm men vẫn giữ vai trò chủ yếu, nhưng nó khơng lên men xyloz, pentoz và một số lọai đường khác. Do tầm quan trọng chiến lược cấp thiết, hiện tại và trong tương lai có rất nhiều nổ lực được tập trung Page | 37 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường cho cải thiện chủng giống nhằm sử dụng tốt hơn nguồn ngun liệu đa dạng và thuận tiện cho quy trình cơng nghiệp. Các nghiên cứu chủ yếu nhằm thiết kế: Các chủng sử dụng lactoz để tận dụng phụ phẩm cơng nghiệp sữa. Các chủng vi sinh có khả năng chuyển hố xyloz mà nấm men khơng đồng hố Các chủng nấm men phân giải tinh bột để lên men bột khỏi phải qua đường hố. Các chủng vi sinh vật để sản xuất etanol từ pentoz Ngồi ra, vấn đề quan trọng khác là sản xuất enzym cellulaz giá rẻ để giá thành etanol nhiên liệu đủ sức cạnh tranh với xăng dầu. Chuyển hố sinh khối thực vật thành etanol nhiên liệu là một điểm nóng của CNSH hiện đại 4.4 C ải biến các chủng vi sinh vật sản xuất vitamin Riboflavin (Vitamin B2): Phương pháp sử dụng loài Candida chủng Bacillus subtilus tái tổ hợp cho sản lượng 20 – 30g/l Tổng hợp các tiền chất của vitamin: Gần đây (1990) đã thành cơng trong tạo dòng các gen cho sự sinh tổng hợp carotenoit vòng, chứa βcaroten từ Erwinia uredovora. Sau khi gen sinh tổng hợp βcaroten chuyển vào Z mobilis Agrobacterium tumefaciens, các khuẩn lạc màu vàng thu được trên các đĩa thạch. Các thể tiếp hợp sản xuất 220 − 350γg βcaroten trên gram khối lượng khơ ở phaz ổn định trong mơi trường ni Lascorbic axit (Vitamin C) được hiện tổng hợp thương mại theo một quy trình đắt tiền, bao gồm 1 giai đoạn lên men Vi sinh vật và một số giai đoạn hóa học bắt đầu với Dglucoz Giai đoạn cuối trình chuyển hoá 2KLG thành L ascorbic axit dưới xúc tác là axit Do đó, cách tốt nhất để chuyển hố glucoz thành 2KLG là chế tạo một Vi sinh vật có mang tất cả các enzym cần thiết. Việc chuyển hóa Dglucoz thành 2,5 DKG Erwinia herbicola bao gồm nhiều bước xúc tác enzym, sự chuyển đổi 2,5DKG thành 2KLG do Corynebacterium sp. Cách đơn giản nhất để Page | 38 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP NHĨM thiết kế một sinh vật có khả năng chuyển Dglucoz thành 2KLG là tách gen 2,5DKG reductaz từ Corynebacterium sp. Các tế bào Erwinia được biến nạp gen 2,5DKG reductaz có khả năng chuyển hố trực tiếp Dglucoz thành 2KLG, vì các enzym nội bào của Erwini nằm màng trong của vi khuẩn chuyển glucoz thành 2,5DKG và 2,5 DKG reductaz xúc tác chuyển 2,5DKG thành 2KLG. Do đó, bằng thao tác gen, khả năng chuyển hố của 2 Vi sinh vật rất khác nhau lại được kết hợp thành một và do đó có khả năng tạo sản phẩm cuối của q trình chuyển hố được thiết kế. Sinh vật loại này rất hữu ích như là một nguồn 2KLG cho sản xuất Lascorbic axit, bằng cách đó thay thế 3 cơng đoạn đầu của quy trình hiện đang được sử dụng Thơng qua đột biến điểm định hướng bằng oligonucleotit đã thu được đột biến 2,5DKG reductaz có hoạt tính cao hơn khoảng 2 lần và bền với nhiệt hơn dạng enzym tự nhiên. 4.5 Tạo ra các protein tái tổ hợp Các rprotein đầu tiên được sản xuất nhờ các vi sinh vật chủ như E. coli hay nấm men S. cerevisiae đã được nêu trên bảng dưới đây Bảng 3.1 : Các loại protein trị liệu tạo ra do E. coli hay nấm men S cerevisiae STT Tên sản phẩm Các bệnh được điều trị Insulin Tiểu đường Interferon alpha Viêm gan siêu vi C, mụn cóc qua đường tình dục, ung thư Interferon beta Xơ cứng (Multiple sclerosis) Page | 39 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường Hormone tăng trưởng người Thiểu năng tăng trưởng (Growth defiency) Erythropoetin Thiếu máu GCSF (Granulocyte Colony Stimulating Factor) Hóa trị liệu giảm bạch cầu trung tính (Chemotherapyinduced neutropenia) Ngồi ra còn có các phân tử sinh học khác như: Các enzym: ADNz I, alginat lyaz, phenylalanin amonilyaz, alpha1antitrypsin Các kháng thể dùng trong chẩn đốn và chữa trị nhiều bệnh V. MỘT SỐ THÀNH TỰU CẢI TẠO GIỐNG VI SINH VẬT Năm 1949, BS. Nguyễn Văn Hưởng đã sản xuất hàn loạt các vắcxin chống đậu mùa, tả, thương hàn,… Năm 1950, GS.BS Đặng Văn Ngữ và GS. BS Phạm Ngọc Thạch đã thử nghiệm thành cơng ni cấy nấm Pennicilin để chế kháng sinh cho các chiến sĩ bị thương ngồi chiến trường. GS,BS Đặng Văn Ngữ đã trực tiếp sản xuất dịch thơ Penicilin chiến khu Việt Bắc.Và ơng cũng là người xây dựng nên bộ mơn vi sinh học và kí sinh trùng của Trường ĐH Y Hà Nội và xây dựng nên viện sốt rét kí sinh trùng và cơn trùng Trong lĩnh vực cơng nghiệp vacxin đã đạt được những hiệu quả to lớn.Các cơng ty vaccin trong nước đã có thể sản xuất được nhiều loại vaccin đáp ứng nhu cầu trong nước và cả xuất khẩu ra nước ngồi như viêm não Nhật Bản, tả, dại, ho gà, uốn ván, … Từ năm 1995, đã tiến hành nghiên cứu vi sinh vật tái tổ hợp, vaccin tái tổ hợp, Xử lí bào tử của nấm Penicillium bằng tia phóng xạ rồi chọn lọc, người ta đã tạo được chủng Penicillium có hoạt tính pênixilin tăng gấp 200 lần dạng ban đầu. Trên nấm men, vi khuẩn, người ta đã chọn tạo được các thể đột biến sinh trưởng mạnh để sản xuất sinh khối chọn được những chủng vi sinh vật khơng gây bệnh, đóng vai trò một kháng ngun, gây miễn dịch ổn định cho kí chủ chống lồi vi sinh vật đó, trên ngun tắc này đã tạo được những vacxin phòng bệnh cho người và gia súc Page | 40 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP NHĨM Nhờ cơng nghệ DNA tái tổ hợp người ta đã sản xuất được protein vỏ của một số loại virus như virus bệnh dại và viêm gan B. Sản xuất vaccine kỹ thuật gen là một lĩnh vực phát triển mạnh hiện nay của cơng nghệ DNA tái tổ hợp. Đây là loại vaccine được bào chế từ vi khuẩn đã được chuyển gen mã hóa tổng hợp một protein kháng nguyên của một loại virus hay một loại vi khuẩn gây bệnh nào đó. Hiện nay, các loại DNA vaccine tái tổ hợp được sử dụng cho người bao gồm vaccine viêm gan B, vaccine dại kiểu mới, vaccine tả kiểu mới, vaccine sốt rét và vaccine bệnh phong Virus viêm gan B có vỏ ngồi lypoprotein. Kháng ngun bề mặt là protein chính của vỏ ngồi, được phát hiện trong máu người bị nhiễm. Người ta biến nạp gen tổng hợp kháng ngun của virus viêm gan B vào vi khuẩn E. coli sau đó sản xuất sinh khối ở quy mơ lớn các vi khuẩn E. coli mang gen tái tổ hợp này, biến E. coli thành “nhà máy” sản xuất kháng ngun để làm vaccine. Bên cạnh đó, mơ hình sản xuất vaccine dựa trên cơ sở thực vật (vaccine thực phẩm) cũng có tiềm năng ứng dụng rất lớn. Bằng cách chuyển một loại gen kháng ngun của virus hoặc vi khuẩn vào tế bào thực vật, gen này sẽ hoạt động trong cơ thể và biến thực vật thành nơi sinh ra kháng nguyên Khi những kháng nguyên này đi vào cơ thể người thì hệ thống miễn dịch của người sẽ tự động sinh ra kháng thể đặc hiệu tương ứng. Như vậy, thay vì tiêm chủng theo phương thức thơng thường người ta có thể ăn những hoa quả có kháng ngun được sử dụng làm vaccine Cải thiện việc sản xuất cơng nghiệp các chất quan trọng. Như Vitamin C là một ví dụ. Phương pháp sản xuất vit C dựa vào thứ tự của các phản ứng sau: Glucozo E. A KGLC( dikettogluconat) E.B KGUC(ketogluconat) xử lí axit vit C Có thề sử dụng vi sinh vật để thực hiện hai bước trên tuy nhiên trong tự nhiên chưa tim thấy VSV nào có cả hai E trên, một số chỉ tạo E. A, một số chỉ tạo E.B. Tuy nhiên khi gen đọc mã cho E. B được đưa vào VSV tổng hợp được E.A thì vi sinh vật này có thể chuyển hóa glucozo hồn tồn thành KGUL, từ đó rút ngắn thời gian sản xuất vit C Page | 41 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồng Trọng Phán ( chủ biên) Di truyền học vi sinh vật và ứng dụng NXB Đại học Huế [2] Nguyễn Lân Dũng ( chủ biên) Vi sinh vật học NXB giáo dục [3] http://voer.edu.vn/m/tainaptransduction/57a8f2be [4] http://voer.edu.vn/m/biennaptransformation/56092656 [5] http://www.chungvisinh.com/suphattriencuacongnghesinhhoc/ [5] http://voer.edu.vn/c/cacungdungthucte/7da56961/2022f46b Page | 42 Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP Page | 43 NHĨM Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường ... Khoa Cơng Nghệ Sinh Học Và Kỉ Thuật Mơi Trường CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP NHĨM 2.2 Phương pháp tái tổ hợp gen: Biến nạp, tiếp hợp, tải nạp Các tế bào vi sinh vật đã giúp cho vi c tạo giống vi sinh vật cơng nghiệp. Nhiều... Phần I : Phân lập các giống vi sinh vật thuần chủng: Tạo cơ sở cho vi c cải tạo giống sau này Phần II: Các phương pháp cải tạo giống vi sinh vật trong cơng nghiệp : Ở đây trình bày ba phương pháp cơ bản nhất...KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỈ THUẬT MƠI TRƯỜNG oOo Đề tài: CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CƠNG NGHIỆP BÀI TIỂU LUẬN NHĨM 4 Mơn: VI SINH HỌC Giảng vi n hướng dẫn: Ths. Trần Quốc Huy