CÔNG NGHỆ SINH HỌC CHƯƠNG 2: TẾ BÀO GỐC VÀ NHÂN BẢN VÔ TÍNH

NỘI DUNG  Tế bào gốc  Nhân bản vô tính động vật1. TẾ BÀO GỐC (STEM CELL)  Định nghĩa  Phân loại  Tiềm năng ứng dụng1.1. Định nghĩa  Tế bào gốc là các tế bào chưa biệt hóa, có thể tự tái tạo (self renew) và phân chia nhiều lần.  Trong những điều kiện thích hợp, chúng có thể biệt hóa thành các kiểu TB chức năng trong cơ thể như TB cơ tim, TB da, TB não, TB sinh dục…1.2. Phân loại  Theo tiềm năng biệt hóa  Tế bào gốc toàn năng  Tế bào gốc đa năng  Tế bào gốc một vài tiềm năng  Tế bào gốc đơn năng1.2. Phân loại  Theo nguồn gốc thu nhận  Tế bào gốc phôi  Tế bào gốc sinh dục  Tế bào gốc nhũ nhi hay gốc thai  Tế bào gốc trưởng thành  Tế bào gốc ung thư1.3. Tiềm năng ứng dụng  Cấy ghép tế bào gốc  Công nghệ mô và cấy ghép cơ quan  Liệu pháp gen  Kiểm nghiệm hóa chất và dược chất  Điều trị bệnh tự miễn  Biến đổi gen động vật  Trong nghiên cứu cơ bản2. NHÂN BẢN VÔ TÍNH  Dòng và sự tạo dòng  Hiện tượng sinh sản vô tính trong tự nhiên  Lịch sử quá trình tạo dòng vô tính  Kỹ thuật nhân bản  Tương lai của nhân bản vô tính và tế bào g

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM KHOA CNSH - CNTP CHƯƠNG TẾ BÀO GỐC VÀ NHÂN BẢN VƠ TÍNH Thái Nguyên, 2011 (Slides assembled from diverse sources) NỘI DUNG   Tế bào gốc Nhân vơ tính động vật TẾ BÀO GỐC (STEM CELL)    Định nghĩa Phân loại Tiềm ứng dụng 1.1 Định nghĩa   Tế bào gốc tế bào chưa biệt hóa, tự tái tạo (self renew) phân chia nhiều lần Trong điều kiện thích hợp, chúng biệt hóa thành kiểu TB chức thể TB tim, TB da, TB não, TB sinh dục… 1.2 Phân loại  Theo tiềm biệt hóa     Tế bào gốc toàn Tế bào gốc đa Tế bào gốc vài tiềm Tế bào gốc đơn 1.2 Phân loại  Theo nguồn gốc thu nhận      Tế bào gốc phôi Tế bào gốc sinh dục Tế bào gốc nhũ nhi hay gốc thai Tế bào gốc trưởng thành Tế bào gốc ung thư 1.3 Tiềm ứng dụng        Cấy ghép tế bào gốc Công nghệ mô cấy ghép quan Liệu pháp gen Kiểm nghiệm hóa chất dược chất Điều trị bệnh tự miễn Biến đổi gen động vật Trong nghiên cứu NHÂN BẢN VƠ TÍNH      Dòng tạo dòng Hiện tượng sinh sản vơ tính tự nhiên Lịch sử q trình tạo dịng vơ tính Kỹ thuật nhân Tương lai nhân vơ tính tế bào gốc 2.1 Dịng tạo dòng    Thuật ngữ dòng (clone) có nguồn gốc từ tiếng Hy lạp (klon: nhánh hay cành con) sử dụng nhiều lĩnh vực Trong sinh học, dòng để phân tử DNA, tế bào hay thể hoàn chỉnh có cấu trúc di truyền Tạo dịng (cloning) khái niệm diễn tả thao tác kỹ thuật nhằm tạo dòng 2.1 Dòng tạo dòng    Ngày nay, nhà nghiên cứu thường tạo dòng vi khuẩn, tế bào thực vật, động vật để tăng lượng tế bào Từ tế bào đơn lẻ ban đầu phát triển thành dòng tế bào (cell lines) gọi tạo dòng tế bào (cell cloning) Tương tự vậy, việc tạo dòng DNA gọi tạo dòng phân tử (moleclar cloning) Thành tựu cơng nghệ nhân vơ tính động vật     Năm 1978: cấy phôi thỏ, 1980-1985: nghiên cứu cấy phơi bị, 1982: đơng lạnh phôi thỏ, kỹ thuật đông nhanh, 1992: thụ tinh ống nghiệm năm 1999: thành công lĩnh vực nhân Thành tựu công nghệ nhân vơ tính động vật  Viện Cơng nghệ sinh học công bố nhân giống lợn mini hoang dã dòng, chưa bị ảnh hưởng chương trình lai tạo giống lợn Mẹo, lợn Sóc, lợn Bản Tế bào sinh dưỡng giống lợn bảo quản ngân hàng lạnh, khai thác sử dụng nghiên cứu thụ tinh ống nghiệm nhân vô tính với mục đích bảo vệ đa dạng sinh học Các nhà khoa học cho biết, họ thực nghiên cứu nhân vơ tính lồi khỉ đuôi dài khỉ vàng Kết quả, họ tạo khỉ có thai cấy phơi nhân vơ tính, thai phát triển đến tháng thứ Thành tựu công nghệ nhân vơ tính động vật  Việt Nam nhân phôi nang la: Trong nhà khoa học Viện INRA Jouyen-Josas, Pháp thông báo nhân phơi la ngày tuổi, Việt Nam, nhóm cộng khoa học thuộc Phịng Cơng nghệ Phôi, Viện Công nghệ sinh học, nuôi phôi nhân 7-12 ngày tuổi từ tế bào la trữ lạnh Tuy phôi nang dừng phân chia sau 10 12 ngày tuổi chưa có tử cung phù hợp để nuôi tiếp, kết chứng tỏ thành công bước đầu công nghệ nhân nước ta 2.5.1 Một số khiếm khuyết động vật nhân vơ tính  Một số nguyên nhân dự đoán:     Thất bại trình tái thiết lập chương trình Dị ti thể Sự ngắn dần telomere Đột biến 2.5.Tương lai nhân vơ tính tế bào gốc  Triển vọng:      Nông nghiệp Bảo tồn nguồn gen Y học (Mơ hình bệnh, dị ghép, hỗ trợ sinh sản, nhân trị liệu) Nghiên cứu Thách thức:   Kỹ thuật Đạo đức Đạo lí sinh học cơng nghệ hỗ trợ sinh sản     Khơng kiểm sốt việc chào đời thân Con người cố gắng trì sống thân phải chết Mỗi người có hành động mạnh sinh sản Một số quan điểm (đặc biệt tổ chức tôn giáo) phản đối việc hỗ trợ sinh sản cho sinh sản có hỗ trợ không tự nhiên vô đạo đức Đặc biệt vấn đề tạo nghiên cứu phôi người nhiều người cho phơi người thể người, sống bắt đầu hình thành từ trứng gặp tinh trùng để tạo hợp tử Đạo lí sinh học cơng nghệ hỗ trợ sinh sản  Tổ chức Human Fertilisation and Embryology Act (HFEA), UK, thành lập để kiểm soát vấn đề liên quan đến phơi người Đạo lí sinh học công nghệ hỗ trợ sinh sản  HFEA lập kế hoạch cho phép kiểm soát sử dụng phơi người dành cho nghiên cứu có giới hạn, liên quan đến khía cạnh:     Thúc đẩy việc cải tiến cách điều trị cho chứng vô sinh Gia tăng kiến thức bệnh bẩm sinh phát triển phương pháp xác định kĩ thuật bẩm sinh di truyền phôi Gia tăng kiến thức nguyên nhân sẩy thai Phát triển phương pháp hiệu việc phá thai Đạo lí sinh học cơng nghệ hỗ trợ sinh sản  Theo luật phương pháp tiến hành thí nghiệm phơi người tiến hành với trạng thái 14 ngày đầu sau thời điểm thụ tinh Sau 14 ngày, phôi phải hủy để tránh thao tác sống người hình thành Đạo lí sinh học cơng nghệ hỗ trợ sinh sản  Dưới kiểm soát HFEA, loại nghiên cứu sau bị nghiêm cấm:      Đặt phôi người vào động vật Biến đổi nhân Biến đổi cấu trúc di truyền tế bào nào, tế bào phần phơi Tạo dịng vơ tính phơi người cho mục đích Sự pha trộn giao tử người với lồi khác Đạo lí sinh học cơng nghệ hỗ trợ sinh sản  Sử dụng phôi, thai người giết chết người: Các quan điểm chống lại việc nghiên cứu tế bào gốc phôi người chủ yếu dựa vấn đề tín ngưỡng quan niệm việc phá hủy phôi người Nhiều ý kiến chống đối cho phơi người phải có nhân quyền, phải bảo vệ bảo vệ người Đạo lí sinh học cơng nghệ hỗ trợ sinh sản  Cơng cụ hóa phơi người, biến sống thành hàng thương mại: Nhiều người lo ngại nghiên cứu nhân biến phôi người thành công cụ cho nghiên cứu y sinh học Họ lo ngại để chhữa bệnh cho người người ta tạo “bản sao” giống hệt người đó, giết chết sinh linh để lấy mô/tạng dùng cho “bản gốc” Khi sống hàng để mua bán Đạo lí sinh học cơng nghệ hỗ trợ sinh sản  Chống lại quy luật tạo hóa, chống lại thuyết “định mệnh”: Tạo hóa quy định trình sinh- lão- bệnh- tử thể sinh vật Nghiên cứu tế bào gốc nhân phải cố gắng cưỡng lại định mệnh, chống lại quy luật sinh học để kéo dài sống Đạo lí sinh học cơng nghệ hỗ trợ sinh sản  Nguy nhân vơ tính người, tạo rối loạn trật tự gia đình, xã hội: Từ Hàn Quốc cơng bố tạo dịng tế bào gốc (2004) từ phơi người nhân vơ tính cơng chúng thực lo lắng nguy nhân vơ tính người khơng xa Luật pháp số nước (Mỹ, Châu Âu) ngăn cấm việc nhân vơ tính người, nhiên có số tổ chức tơn giáo cá nhân cố gắng thực công việc ... TB sinh dục… 1.2 Phân loại  Theo tiềm biệt hóa     Tế bào gốc toàn Tế bào gốc đa Tế bào gốc vài tiềm Tế bào gốc đơn 1.2 Phân loại  Theo nguồn gốc thu nhận      Tế bào gốc phôi Tế bào. .. Tế bào gốc phôi Tế bào gốc sinh dục Tế bào gốc nhũ nhi hay gốc thai Tế bào gốc trưởng thành Tế bào gốc ung thư 1.3 Tiềm ứng dụng        Cấy ghép tế bào gốc Công nghệ mô cấy ghép quan Liệu... tế bào không chết Nhân chuyển nhân tế bào soma (Nuclear Transplanation)    Ở trạng thái nhân tế bào thân sẵn sàn trứng chấp nhận Đặt nhân tế bào cho vào tế bào trứng loại nhân Sau tế bào