Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 20 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
20
Dung lượng
473 KB
Nội dung
1 Cấy ghép tế bào gốc Hơn 30 năm sau giới loan tin tìm tế bào gốc, Việt Nam bắt đầu nghiên cứu bước đầu đạt kết khả quan Từ năm 2007 đến nay, Việt Nam thực cấy ghép tế bào gốc tự thân cho bệnh nhân suy tim nặng nhồi máu tim cấp Theo dõi bệnh nhân đến cho kết ban đầu tốt, khơng có biến chứng đáng kể Việc ghép biểu mô giác mạc người nuôi cấy cho bệnh nhân bỏng giác mạc bước đầu đạt kết tốt Đây hướng điều trị mang lại niềm hy vọng cho người không may mắc phải bệnh với chi phí thấp nhiều nước điều trị Xử lý nước thải thực phẩm Hệ thống xử lý nước thải thực phẩm công suất 300m3 ngày đêm Hệ thống yêu cầu diện tích lắp đặt ít; khả mở rộng, thu hẹp di chuyển động; thời gian hoạt hố nhanh; cơng nghệ ổn định, chi phí vận hành thấp; cần nhân cơng vận hành; tạo bùn; độ bền vật liệu cao; khả tiếp nhận công nghệ nhà máy thuận tiện Hệ thống có khả xử lý nước thải có mức độ ô nhiễm cao với trình độ khoa học tương đương với nước khu vực Thái Lan, Trung Quốc Sản phẩm có tính ứng dụng cao, đem lại hiệu kinh tế lớn Nấm chất lượng cao Hiện nay, quy trình sản xuất giống nuôi trồng nấm ứng dụng triển khai số sở; hồn thành số mơ hình sản xuất Hà Nội, Quảng Ninh, Lạng Sơn Sản lượng nấm đạt ban đầu mơ hình 45 ngàn nấm tươi Sản phẩm tạo giá trị cao, có giá thành rẻ, đảm bảo giá trị dinh dưỡng, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nước Các quy trình chuyển giao công nghệ cho sở, địa phương tiến hành nuôi trồng diện rộng, mang lại hiệu kinh tế, tạo việc làm xố đói giảm nghèo Sản phẩm giúp giám định gen Sản phẩm “KIT DNA” giúp giám định gen, sử dụng giám định hình sự, góp phần ổn định an ninh trị, trật tự an tồn xã hội, tạo mơi trường thuận lợi cho kinh tế ổn định phát triển, ngăn chặn kịp thời loại tội phạm nguy hiểm Sản phẩm ứng dụng quan Công an tỉnh, thành phố gồm: Hải Phịng, Cần Thơ, TP Hồ Chí Minh, Khánh Hịa, Thanh Hóa, Nghệ An Hà Nội Việc chủ động sản xuất sản phẩm nước đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng sở giám định gen để phá án giảm chi phí nhập sản phẩm loại Phân tích Protein/Proteome huyết người Chương trình IDA phân tích Protein/Proteome huyết người Các nghiên cứu hệ protein huyết người Việt Nam bình thường bệnh nhân đái tháo đường type 2, ung thư máu phân tích cách hệ thống kỹ thuật Proteomics đại, tạo sở liệu hệ protein huyết người Việt Nam trạng thái bình thường bệnh lý, đưa ứng viên protein thị (marker) để chẩn đoán điều trị bệnh, mở hướng chẩn đoán y dược học góp phần cơng chăm sóc sức khoẻ cộng đồng Bước tiến miễn dịch học Chương trình dự đốn epitop nhận diện tế bào T B Chương trình sử dụng cơng cụ Tin Sinh học nghiên cứu giúp dự đoán epitop phát triển vắc xin tái tổ hợp dạng peptid đa epitop để cải thiện khả đáp ứng miễn dịch hiệu lực bảo vệ cao vắc xin theo dạng in-silico Sản phẩm đóng góp tích cực mặt khoa học lĩnh vực miễn dịch học, tạo sở khoa học cho việc phát triển vắc xin tác nhân gây bệnh khác, đồng thời đóng góp cho phát triển lĩnh vực Tin-Sinh học tảng sinh học Việt Nam Các quy trình dự đốn epitop phục vụ cho việc phát triển vắc xin in - silicon hoàn tồn chưa thực cơng bố nhóm nghiên cứu Đường chức Sản phẩm đường chức xylooligosacarit chế từ phụ liệu nông nghiệp giàu xylan Thông qua việc ứng dụng công nghệ enzyme kết hợp sử dụng dây chuyền thiết bị tiên tiến thích hợp tạo sản phẩm đường có giá trị dinh dưỡng phịng bệnh cho đối tượng mắc bệnh tiểu đường, béo phì, rối loạn tiêu hoá Mặt khác, sản phẩm đường chức XOS tạo từ nguồn phụ liệu lõi ngơ rẻ tiền sẵn có Việt Nam mang lại hiệu kinh tế cao Các sản phẩm tạo từ dự án sản xuất góp phần khơng nhỏ phát triển xã hội kinh tế, giải vấn đề ô nhiễm mơi trường Đề tài: NHỮNG THÀNH TỰU CƠNG NGHỆ SINH HỌC Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI I LƯỢC SỬ VỀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC 1.Khái niệm: “Biotechnology” Karl Ereky (Hungary) 1917 để q trình ni lợn với quy mô lớn thức ăn là củ cải đường lên men Đầu 1970s bùng nổ về CNSH - Nghĩa rộng: gồm ứng dụng lâu đời lên men rượu, phomat,…và kỹ thuật cao cấp ngày (cách 100 kỷ) - Nghĩa hẹp: liên quan tới kỹ thuật đại công nghệ di truyền và kỹ thuật cao cấp (cố định enzyme, tạo dòng vi khuẩn tổng hợp protein người, tạo kháng thể đơn dịng,…) CNSH tính từ 1970 trở - Cơng nghệ sinh học: là q trình sản xuất sản phẩm quy mô công nghiệp, nhân tố tham gia trực tiếp và định là tế bào sống (vi sinh vật, thực vật, động vật) Mỗi tế bào sống thể sinh vật hoạt động lĩnh vực sản xuất này xem lò phản ứng nhỏ Đầu năm 1980, bắt đầu hình thành cơng nghệ sinh học đại là lĩnh vực công nghiệp sử dụng hoạt động sinh học tế bào biến đổi di truyền Công nghệ sinh học đại đời với xuất kỹ thuật gen Cơ sở sinh học áp dụng bao gồm sinh học phân tử, sinh học tế bào, hóa sinh học, di truyền học, vi sinh vật học, miễn dịch học, nguyên lý kỹ thuật máy tính 2.Các giai đoạn phát triển công nghệ sinh học: Gồm giai đoạn - CNSH truyền thống: Gồm hoạt động chế biến thực phẩm (rượu, giấm , sữa chua, dưa chua, cà muối, phomát, tương, nước mắm, men bánh mỳ ),ủ phân , phơi ải đất, diệt khuẩn và ức chế vi sinh vật có hại Trong đó, nghề nấu bia có vai trị đáng kể Ngay từ cuối kỷ 19, Pasteur cho thấy vi sinh vật đóng vai trị định q trình lên men Kết nghiên cứu Pasteur là sở cho phát triển ngành công nghiệp lên men sản xuất dung môi hữu aceton, ethanol, butanol, isopropanol… vào cuối kỷ 19, đầu kỷ 20 - CNSH cận đại: Với việc sản xuất quy mô công nghiệp sản phẩm công nghệ lên men, công nghệ vi sinh vật (cồn, bia, dung mơi hữu cơ, bột và axít amin khác, axit xitric và axit hữu khác, chất kháng sinh, nhiều vitamin, loại văcxin, kháng độc tố, kit chẩn đoán bệnh truyền nhiễm, thuốc trừ sâu sinh học, phân bón sinh học ) khởi đầu gắn liền với tên tuổi Fleming, Florey và Chain (1940) Trong thời kỳ này xuất số cải tiến về mặt kỹ thuật và thiết bị lên men vô trùng cho phép tăng đáng kể hiệu suất lên men Các thí nghiệm xử lý chất thải bùn hoạt tính và cơng nghệ lên men yếm khí tạo biogas chứa chủ yếu khí methane, CO2 và tạo nguồn phân bón hữu có giá trị tiến hành và hoàn thiện song song với việc hoàn thiện quy trình cơng nghệ sinh học trùn thống có từ trước, số hướng nghiên cứu và phát triển cơng nghệ sinh học hình thành và phát triển mạnh mẽ nhờ loạt phát minh quan trọng ngành sinh học nói chung và sinh học phân tử nói riêng Đó là việc lần xác định cấu trúc protein (insulin), xây dựng mơ hình cấu trúc xoắn kép phân tử DNA (1953) Tiếp theo là việc tổng hợp thành công protein(1963-1965), đặc biệt là việc tổng hợp thành công genvaf buộc biểu tế bào vi sinh vật(1980) Chính phát minh này tạo tiền đề cho phát triển nhanh chóng nghiên cứu và ứng dụng thực tế sau là lĩnh vực công nghệ sinh học đại - CNSH đại: Chỉ xuất vài thập kỷ gần CNSH đại sử dụng kỹ thuật trao đổi, sửa chữa, tổ hợp cải tạo vật chất di truyền mức độ phân tử để tạo loại sinh vật bắt sinh vật này tạo protein hay sản phẩm khác mà chúng không tạo Đến nay, cơng nghệ sinh học đại có bước tiến khổng lồ lĩnh vực nông nghiệp (cải thiện giống trồng ), y dược (liệu pháp gen, liệu pháp protein, chẩn đốn bệnh ), cơng nghiệp thực phẩm (cải thiện chủng vi sinh vật ).CNSH đại bao gồm lĩnh vực Công nghệ di truyền (Genetic engineering), Công nghệ tế bào (Cell engineering), Công nghệ vi sinh vật/Công nghệ lên men (Microbial engineering / Fermentation engineering), Công nghệ enzym/protein (Enzyme/Protein engineering) và CNSH môi trường (Environmental biotechnology) * Ngoài ra,CNSH chia thành giai đoạn sau: - Giai đoạn trước Pasteur (đến năm 1865) - Giai đoạn phát triển công nghệ (1866- 1940) - Giai đoạn cơng nghiệp kháng sinh và hóa chất (1941- 1960) - Giai đoạn sinh tổng hợp điều khiển (1961- 1975) - Giai đoạn CNSH phân tử (1976- nay) 3.Những kiện bật lịch sử nghiên cứu CNSH: - 1972- 1973 kỹ thuật di truyền làm bùng nổ cách mạng CNSH - 1984: Các chuyên gia Đại học Leicester, Anh phát triển công nghệ dùng AND để nhận diện người theo kiểu dấu vân tay - 1990: Bắt đầu thử nghiệm dự án giải mã gene người, lập đồ toàn hệ thống gene thể - 1993: Mỹ nhân vơ tính phơi người và ni cấy ống nghiệm vịng vài ngày -1997: Anh nhân vơ tính thành cơng cừu Dolly -1999: phát tế bào gốc soma - 26/6/ 2000: Hoàn thành dự án gene người (Human Genomen Project), giải mã 97% số lượng gene thể người, mở triển vọng lĩnh vực công nghệ sinh học, nền tảng cho ngành y học việc khám chữa bệnh II NHỮNG THÀNH TỰU CỦA CNSH Ở THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM A.Một số thành tựu Công nghệ sinh học mà giới đạt được: 1.Công nghệ gen 1.1 Các công cụ Enzim: RE, ligase, polimerase, nuclease… Vector chuyển gen: Phân tử AND có khả tái sinh, tồn độc lập tế bào và mang gen cần thiết Tế bào vật chủ: nuôi số lượng lớn, có khả sinh sản nhanh, biểu gen (nhất là gen sinh vật bậc cao) 1.2 Các kĩ thuật và phương pháp Phương pháp tách chiết Axit nucleic Phương pháp phân lập gen Lai Axit nucleic Tạo AND tái tổ hợp Biến nạp AND tái tổ hợp vào tế bào Chọn lọc dòng và nghiên cứu biểu gen Phương pháp xác định trình tự AND 1.3 Ứng dụng: - Nghiên cứu cấu trúc genome - Công nghệ ARN (ARN antisence, iARN, libozyme) - Công nghệ tạo protein tái tổ hợp - Tạo sinh vật chuyển gen: là sinh vật thay đổi vật liệu di truyền (ADN) công nghệ sinh học đại Vd: Việc thử nghiệm ngoài đồng là thuốc biến đổi gen kháng thuốc diệt cỏ, tiến hành Mỹ và Pháp vào năm 1986 Cây trồng biến đổi gen bắt đầu trồng thương mại đại trà từ năm 1996 Tuy nhiên, đến nay, sản phẩm có nguồn gốc từ sinh vật biến đổi gen (thực phẩm biến đổi gen) là tranh luận toàn cầu về nguy tiềm tàng chúng để tới giải pháp bảo đảm an toàn cho trồng biến đổi gen Công nghệ protein – enzyme 2.2 Các phương pháp - Phân lập protein có hoạt tính sinh học tự nhiên - Sử dụng công nghệ gen tạo protein với chủng có 2.3 Ứng dụng - Protein trị liệu: yếu tố làm đông máu, tan máu, giữ máu không đông; Các hormone và nhân tố tăng trưởng (insulin, glucagon, HGH…); Interferon, interleukine; Các vaccine và kháng thể… - Enzym công nghiệp: Các enzym làm biến đổi gluxit (amylase, cellulase, isomerase…); Các protease (rennin, papain, protease kiềm, trung tính, axit…) Một số enzym khác: lipase, Taq, RE, … Công nghệ Vi sinh vật (VSV) 3.1 Các phương pháp chọn và tạo giống VSV - Chọn giống: + Chọn VSV có suất cao thời gian ngắn + Tế bào VSV dễ tách khỏi dung dịch + VSV không gây bệnh, tạo độc tố hay chất có hoạt tính sinh học khác + Ổn định về mặt di truyền, kháng lại Bacteriophage - Phương pháp: + Phân lập tự nhiên + Gây đột biến vi sinh vật + Công nghệ gen + Kĩ thuật đông khô - Ứng dụng: Vi khuẩn chống sâu Công ty ONI BioPharma Florida (Mỹ) thiết kế giống vi khuẩn có tên gọi SmaRT có tác dụng ngăn cản q trình sinh lactic acid từ vi khuẩn sống bám Ngoài vi khuẩn tiết chất kháng sinh để tiêu diệt dòng vi khuẩn tự nhiên gây sâu Giới nha sĩ cần trát lớp SmaRT lên bề mặt là có hàm mạnh khoẻ đến suốt đời! 3.2 Công nghệ lên men - Lên men là trình biến đổi VSV thực điều kiện hiếu khí yếm khí - Các sản phẩm cơng nghệ lên men + Sinh khối VSV: sản xuất bánh mì, protein đơn bào, chế phẩm diệt côn trùng… + Enzym VSV: amylase, cellulase, protease… + Các sản phẩm trao đổi chất: rượu, bia, axit amin, axit hữu cơ, kháng sinh, … + Sản phẩm chuyển gen: protein tái tổ hợp, yếu tố đơng máu… + Các sản phẩm chuyển hóa sinh học vitamin, steroid, acrylamide… + Các đại phân tử sinh học và chất họat động bề mặt Công nghệ sinh học thực vật 4.1 Nuôi cấy mô và quan thực vật Do tế bào thực vật có tính toàn nên dễ tiến hành ni cấy Để ni cấy mơ thực vật có hiệu cần thành thạo kĩ thuật vô trùng, pha chế môi trường thích hợp và kèm theo là trang thiết bị tương ứng Môi trường nuôi cấy tế bào thực vật + Các nguyên tố lượng: N, P, K, S, Ca, Mg + Các nguyên tố vi lượng: Fe, Mn, Zn… + Các vitamin + Nguồn cacbon (glucose và sucrose) + Các chất điều hòa tăng trưởng auxin, cytokinin… + Agar sử dụng cho môi trường đặc, hệ thống chiếu sáng hợp lý Mẫu dùng cho nuôi cấy mô: mẫu cấy phải chứa tế bào sống từ mơ non có tế bào phân chia mạnh, là dễ tạo mô sẹo Mẫu cấy phải vô trùng đưa vào môi trường nuôi Nuôi cấy mô phân sinh: Mẫu nuôi cấy thường là đỉnh sinh trưởng, công việc theo bước: Mẫu => Khử trùng bề mặt => Rửa nhiều lần cho chất sát trùng => Môi trường nuôi => Tạo mô sẹo => Tạo cụm chồi => Nhân giống Đặt mẫu vào môi trường khơng có kích thích tố thực vật từ mọc lên cấu trúc tương tự chồi Nếu mơi trường có cytokinin mẫu mọc chồi nách và tạo cụm chồi Nếu tế bào mơ sẹo xử lí enzim cellulase và pectinase nhận tế bào trần Tùy vào điều kiện chất kích thích tăng trưởng mơi trường mà điều khiển phát triển mơ sẹo 4.2 Các phương pháp chuyển gen thực vật Do tế bào thực vật có vách cứng nên nhà nghiên cứu tìm nhiều phương pháp khác để chuyển gen vào tế bào a Chuyển gen qua trung gian vi khuẩn b Chuyển gen trực tiếp : bắn gen, vi tiêm, biến nạp qua trung gian sợi silicon carbide 4.3 Cây trồng CNSH (cây chuyển gen) - Năm 2006 diện tích trồng CNSH liên tục gia tăng ( 13%) Đây là bước ngoặt quan trọng lần diện tích trồng CNSH đạt 100 triệu ha.Đậu tương biến đổi gen là biến đổi gen năm 2005, chiếm 58,6 triệu (57% biến đổi gen giới), sau là ngô (25,2 triệu ha, chiếm 25%), vải (14,4 triệu ha, chiếm 13%), canola (4,8 triệu ha, chiếm 5%) Cỏ alfalfa kháng thuốc cỏ, trồng biến đổi gen đa niên phát triển với diện tích 80.000 Mỹ Cây bơng vải kháng thuốc cỏ RR#Flex phát triển 800.000 Mỹ và Ơ-xtrây-li-a Năm 2006, giống đậu tương, ngơ, canola (nhóm cải dầu) và cỏ alfalfa kháng thuốc cỏ tiếp tục trở thành tính trạng có ưu thứ chiếm 68% diện tích gieo trồng biến đổi gen (69,9 triệu ha); là giống trồng kháng sâu chuyển nạp gen Bt chiếm 19 triệu (19%) và giống biến đổi gen tính trạng khác chiếm 13,1 triệu (13%) Những tính trạng mục tiêu gia tăng nhanh 2005 - 2006 với tốc độ phát triển 30%, so với 17% tính kháng sâu, và 10% tính kháng thuốc cỏ.Các tính trạng gen chuyển chống chịu thuốc cỏ (36%), cải tiến chất lượng nơng sản (19%), kháng sâu hại (15%), tính trạng khác (20%) - Trong năm 2007, diện tích trồng biến đổi gen tiếp tục phát triển Vd:Cà chua mang gen tạo độc chất ếch giúp kháng bệnh:một lọai hóa chất mà lịai ếch vùng Nam Mỹ thường tiết da chúng giúp bảo vệ cà chua và lọai nông nghiệp khác khỏi nhiều bệnh tật Lúa chuyển gen chứa vac-xin:các nhà khoa học Nhật Bản vừa tạo loại lúa chuyển gien chứa vắc-xin ngừa bệnh sốt mùa hè (hay fever) - bệnh dị ứng phấn hoa bụi gây - Từ đến năm 2015 nhiều giống trồng biến đổi gen phát triển dự án đầu tư khổng lồ đáp ứng yêu cầu sản xuất nhiên liệu sinh học Đây là minh chứng cho tiếp nhận công nghệ sinh học nhằm gia tăng sản lượng biofuel cho quốc gia phát triển và quốc gia công nghiệp, và công nghệ sinh học là yếu tố chủ lực cho phát triển biofuel tương lai Công nghệ sinh học Người & Động vật Bao gồm lĩnh vực chủ yếu nuôi cấy mô tế bào, cấy ghép quan, nhân vơ tính… 5.1 Nhân vơ tính - Nhân vơ tính là phương pháp sinh sản đơn khơng thơng qua thụ tinh (khơng phân biệt giới tính) Bằng phương pháp này, cá thể tạo từ tế bào lấy từ nguyên Bằng việc tạo hàng loạt phiên khác từ tế bào nguyên mà không phụ thuộc vào giới tính nguyên bản, người ta gọi là nhân vơ tính - Lịch sử nhân bản: 1959: Thỏ đời kỹ thuật thụ tinh ống nghiệm 1968: Edwards và Bivister thụ tinh trứng người invitro 1979: Karl Illmensee nhân chuôt từ phôi 1984: Steen Willadsen nhân thành công cừu từ Tb phôi nhờ kỹ thuật chuyển nhân TB phôi 1986: Steen WIlladsen nhân bị từ TB phơi tuần tuổi biệt hóa 1993: Bị tạo cách chuyển nhân từ Tb phôi nuôi cấy 1996: Ian Wilmut và Keith Campell viện Roslin nhân thành công cừu Dolly từ TB tuyến vú cừu Cho đến nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu để tạo dòng Tb gốc “ cá thể hóa” kỹ thuật chuyển nhân TB - Ứng dụng: + Giữ giống động vật quý + Động vật chuyển gen sản xuất protêin y học + Nhân động vật vô tính - Dolly là động vật có vú nhân vơ tính thành cơng giới Sau hàng loạt động vật khác nhân chó, lợn, dê Q trình nhân Dolly: - B1: Tách TB tuyến vú cừu giống Finnish Dorset mang thai tháng tuổi Cho TB này vào mơi trường nghèo dinh dưỡng để dừng chu trình TB Sau TB này tách nhân - B2: Chuyển nhân TB tuyến vú này vào Tb khác tách nhân cừu giống Blackface - B3: Nuôi cấy Tb ghép vào môi trường nhân tạo cho trứng phân cắt thành phôi - B4: Chuyên phôi vào tử cung cừu mẹ thứ cho mang thai đẻ Dolly màu trắng giống hệt cừu mẹ Finnish Dorset - Việc tạo Dolly nhờ vào q trình nhân vơ tính TB soma 5.2 Tế bào gốc: - Tế bào gốc: là tế bào chưa biệt hóa tự tái tạo và phân chia nhiều lần - Trong điều kiện sinh lý thực nghiệm định tế bào gốc cảm hứng biệt hóa thành tế bào có chức chuyên biệt tế bào tim, TB tuyến tụy, tế bào da Việc tạo TB gốc từ Tb da chuột kết cho thấy có tới 299 gen giống Tb gốc bào thai - Đánh dấu thành tựu quan trọng là tạo TB gốc từ bào thai, TB gốc từ TB da - Các nguồn lấy TB gốc: Việc tạo TB gốc phôi và TB gốc trưởng thành sử dụng và điều trị bệnh tự miễn, tai biến mạch máu não, tạo xương không hoàn chỉnh, u não, u nguyên bào võng mạc, ung thư buồng trứng, ung thư vú, u nguyên bào thần kinh… - Ngoài thành tựu kể năm gần giới đạt số bước tiến lĩnh vực CNSH VD: Việc chế tạo thành cơng văcxin AIDS, văc –xin phịng cúm H5N1 Đặc biệt phải kể đến việc giải mã đầy đủ gen người nhà khoa học Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Anh, Pháp, Đức – coi là thành tựu lớn năm đầu kỷ 21 *Các ứng dụng: + Nuôi cấy tế bào động vật (SX pro, vac-xin…) + Liệu pháp chuyển gen + Nhân vơ tính + Tạo kháng thể đơn dịng + Tạo mô thay (xương, máu…) Vd: Hạch bạch huyết nhân tạo: Các nhà khoa học Viện RIKEN, Nhật Bản, phát triển thành công hệ hạch bạch huyết nhân tạo, quan sinh tế bào miễn dịch chống nhiễm trùng Ban đầu, hạch bạch huyết nhân tạo sử dụng cấu tăng cường miễn dịch tuỳ biến Các bác sĩ lắp đầy hạch với tế bào đặc biệt để chữa trị số bệnh, là ung thư hay HIV Gene điều hoà nhịp tim sinh học: Máy trợ tim điện tử trì tính mạng cho nhiều người, tương lai khơng cịn phổ biến Hiện nhóm nhà nghiên cứu vài trường đại học cố gắng phát triển thiết bị thay khơng sử dụng pin - là gene điều hoà nhịp tim từ tế bào gốc tiêm thẳng vào vùng tim bị tổn hại Rất thích hợp cho người bệnh, gene điều hoà này trì nhịp tim mức mà không gây biến chứng 5.3 Thụ tinh nhân tạo - Được áp dụng động vật (chó) từ năm 1782, đặc biệt từ 1949 sử dụng chất chống đông để đông lạnh và rã đông tinh trùng ĐV thành công - Sản xuất tinh đông viên: thu nhận tinh trùng loại bỏ nước, pha lỗng mơi trường thích hợp và nhờ chất chống đơng, chất bảo quản lạnh bảo quản tinh trùng lâu dài nitơ lỏng - Người: tách tế bào trứng cho thụ tinh với tinh trùng ống nghiệm đĩa petri, sau chuyển phơi vào tử cung người Đứa bé sinh ống nghiệm năm 1978 Mỹ, lấy chồng và có theo cách thức tự nhiên Năm 1995 kĩ thuật tiêm tinh trùng vào tế bào chất đời tăng khả thành công 5.4 Tạo sinh vật chuyển gen - Một số phương pháp chuyển gen động vật: tải nạp, vi tiêm, bắn vi đạn đạo… - Ứng dụng: + Sản xuất loại pro quý + Tạo động vật lấy quan cấy ghép cho người + Tạo động vật có tốc độ sinh trưởng phát triển nhanh… Vd: Cấy gen người vào chuột: nhà khoa học lần chuyển ghép thành công nhiễm sắc thể người vào chuột, tạo nên bước đột phá mở hướng việc điều trị bệnh Down và chứng rối loạn khác.Trung tâm nghiên cứu sinh vật thí nghiệm Thượng Hải tạo 100 loại chuột chuyển gen để nghiên cứu bệnh người, chẳng hạn viêm gan, bạch cầu và béo phì.Lợn chuyển gen: cách tiêm protein phát sáng xanh vào phơi lợn, nhóm nghiên cứu thuộc ĐH Đài Loan tạo ba lợn đực chuyển gen Lợn mang gen người:các nhà khoa học Hàn Quốc vừa nhân thành công lợn mang gien người Đây là bước tiến lớn nỗ lực cấy ghép nội tạng lợn cho người mà khơng gây biến chứng.Theo TS Park Kwang-Wook, trưởng nhóm nghiên cứu, lợn nhân này chuyển gien để mang gien HLA-G người Gien HLA-G giúp quan nội tạng lợn có hội chấp nhận cao ghép cho người Công nghệ sinh học nano Là công nghệ áp dụng cơng cụ kích thước nano vào hệ thống sinh học và sử dụng hệ thống sinh học làm khuôn mẫu để phát triển sản phẩm cỡ nano Cơng nghệ sinh học cịn cần sớm tiếp cận với CNSH nano Đó là việc tạo thiết bị hiển vi đưa vào nơi thể để tiêu diệt virut và tế bào ung thư, tạo hàng trăm dược phẩm từ vsv mang DNA tái tổ hợp, tạo protein truyền cảm tiếp nhận tín hiệu mơi trường sống tạo động sinh học mà phần di động có kích cỡ phân tử protein, tạo chip sinh học và tiến tới khả tạo máy tính sinh học với tốc độ trùn đạt thơng tin não Vd: Bộ cảm biến dò triệu chứng suyễn: Suyễn là chứng bệnh ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt sống người, cảm biến phát triển Đại học Pittsburgh giúp bệnh nhân yên tâm Bên thiết bị cầm tay này, ống nano (nhỏ sợi tóc 100.000 lần) carbon phủ polymer phân tích thở đánh giá lượng nitric oxide, khí phổi sinh trước xuất triệu chứng suyễn Máy scan gan tương lai Từ trước đến muốn biết tình trạng sức khoẻ gan, bác sĩ cần phải định sinh thiết - kỹ thuật gây đau cho bệnh nhân Công ty Pháp EchoSens nghiên cứu phát triển máy scan gan có tên gọi Fibroscan tìm thương tổn vòng phút Các nghiên cứu cho thấy gan bị thương tổn trở nên cứng và đàn hồi, Fibroscan sử dụng sóng siêu âm để đánh giá độ đàn hồi gan Thiết bị phục hồi tiếng nói: Đối với người bị khả nói, thiết bị nói tự động "Audeo" Ambient Corporation Illinois (Mỹ) phát tiếng nói rõ ràng Được phát triển với hợp tác Texas Instruments, Audeo sử dụng điện cực để dị tín hiệu thần kinh từ não đến dây âm Bệnh nhân tưởng tượng phát âm - sau thiết bị khơng dây (đeo nơi cổ) truyền xung động này đến máy vi tính hay điện thoại di động để từ phát âm tiếng nói Miếng dán nanoscale: Chân tắc kè phủ lớp lông cực nhỏ khai thác lực phân tử giúp bám bề mặt thẳng đứng Mô theo chân tắc kè, nhà khoa học MIT phát triển miếng dán dán kín miệng vết thương hay đắp vá lại lỗ thủng chứng loét dày gây Miếng dán MIT có tính đàn hồi, khơng thấm nước và làm chất liệu phân rã sau vết thương lành lại Thiết bị tái sinh dây thần kinh: Các sợi thần kinh phát triển dọc theo tuỷ sống bị thương tổn bị mơ sẹo cản trở Nanogel phát triển Đại học Northwestern loại trừ chướng ngại này Được tiêm dạng lỏng, nanogel tự động gắn chặt vào khung bó sợi thần kinh Sau peptide sợi thần kinh thị cho tế bào gốc tạo thành mô sẹo sản sinh tế bào kích thích phát triển dây thần kinh Trong sợi trục thần kinh (axon) phát triển và tuỷ sống B.Những ứng dụng thành tựu CNSH Việt Nam Ở Việt Nam, thập niên qua, công nghệ sinh học bắt đầu ý phát triển và ngày càng đầu tư mạnh mẽ hơn.Đây là ngành KH phát triển Việt Nam năm gần đây, đạt thành tựu và bước tiến đáng kể VD: Ông Phan Kim Ngọc trưởng phòng CNSH trường Đại học quốc gia HCM đồng nghiệp tạo giống cá ngựa vằn phát sáng VD: Tạo văc-xin khống chế đại dịch ngành chăn nuôi VD: Tạo tinh trùng từ TB gốc hứa hẹ triển vong chữa bệnh vô sinh người VD: Tạo chế phẩm sinh học phục vụ cho mục đích trồng VD: Từ TB gốc nhà khoa học Vn thành công việc tạo số lượng lớn sâm ngọc linh với số lượng lớn vòng có 20 ngày (so với trước là 68 năm) * Các giai đoạn phát triển CNSH VN □ Thời kỳ 1986-1990: Chương trình CNSH lần thành lập năm 1986, nhằm mục đích thúc đẩy hoạt động nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ phục vụ sản xuất nông nghiệp thành phố và tỉnh phía Nam, là 15 chương trình KHCN trọng điểm thành phố giai đoạn 1986-1990 Một số thành tựu tiêu biểu thời kỳ này là: - Sản xuất và sử dụng chất kích thích sinh trưởng làm tăng suất và chất lượng trồng: xây dựng quy trình lên men xốp sản xuất gibberellin vi sinh vật với giá rẻ lần so với chế phẩm nhập nội, làm tăng suất 30-40% rau ăn và số cơng nghiệp; quy trình chuyển giao cho đơn vị sản xuất - Sản xuất enzym bromelin từ dứa, ứng dụng để tạo giá trị gia tăng protein, cá có giá trị thấp thành sản phẩm có giá trị cao và ứng dụng y dược - Sản xuất thử và hoàn thiện quy trình làm phân sinh hóa dạng hạt từ than bùn Tam Tân Củ Chi có bổ sung vi sinh vật cố định đạm Azotobacter và NPK phù hợp điều kiện đất và sinh lý trồng; triển khai sản xuất thử và tiêu thụ 300 thị trường - Chế tạo thành công nội tiết tố HCG từ nước tiểu phụ nữ có thai, phục vụ sản xuất giống cá và chăn nuôi, sản xuất thử quy mô 20-50 triệu đơn vị HCG/năm; Năm 1991, Bệnh viện Phụ sản TP HCM sản xuất 48,5 triệu đơn vị HCG quy trình này □ Thời kỳ 1991-1995: Mục tiêu chương trình thời kỳ này là nghiên cứu và phổ cập thành tựu về sinh học, CNSH và kỹ thuật tiến nông nghiệp, giải pháp có hiệu nhằm sử dụng hợp lý tài nguyên khu vực, bảo vệ môi trường sinh thái, xây dựng nông thôn Nội dung chương trình CNSH thời kỳ 1991-1995 bao gồm: - Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật về di truyền, sinh hóa, vi sinh để tối ưu hóa giống trồng, vật nuôi; giải vấn đề dinh dưỡng cho đất, và - Nghiên cứu chế phẩm vi sinh, chế biến phân hữu từ phế liệu rác thành phố - Phòng chống sâu hại biện pháp sinh học (vi khuẩn, nấm, vi sinh, hormon ) - Sử dụng vi sinh và enzym chế biến thực phẩm - Xây dựng pilot CNSH cho việc triển khai kết nghiên cứu vào sản xuất Kết nghiên cứu tiêu biểu thời kỳ này bao gồm: - Nhân giống thành công nhiều trồng có ý nghĩa kinh tế (chuối, đu đủ, cam quýt, cà phê, cỏ ngọt, hoa lan, mía ) ni cấy mô thực vật, ứng dụng công nghệ này sản xuất và nhân giống số trồng sản xuất, chuyển giao công nghệ cho địa phương - Bước đầu tiếp cận công nghệ gen thực vật: tạo dòng và biểu gen kháng sâu thuốc - Ứng dụng vi sinh vật sản xuất, chế biến thực phẩm: sản xuất axít citric, enzym aamylase, thủy phân tinh bột tạo dịch đường glucose, fructose, cải thiện mùi và màu nước mắm để xuất khẩu…; ứng dụng vi sinh phòng và trị bệnh héo rũ, thối rễ số loại rau, tạo phân hữu vi sinh từ rác, tạo bùn hoạt tính để xử lý nước thải cơng nghiệp - Áp dụng biện pháp sinh học bẫy pheromon, thuốc trừ sâu vi sinh, thuốc thảo mộc để sản xuất rau phục vụ nhu cầu nhân dân thành phố □ Thời kỳ 1996-2000: Mục tiêu và nhiệm vụ Chương trình thời kỳ này là triển khai nội dung Nghị 18/CP Chính phủ ngày 11/03/1994 về phát triển công nghệ sinh học (CNSH) Việt Nam đến năm 2010, đặc biệt ưu tiên phục vụ phát triển nông nghiệp địa bàn TP.HCM và tỉnh phía Nam Một số kết tiêu biểu thời kỳ này là: - Về trồng trọt, nghiên cứu đưa vào sản xuất hàng chục giống lúa suất, phẩm chất cao, có khả kháng sâu bệnh cao vào 70% điện tích trồng lúa vụ đơng xuân, hè thu thành phố, góp phần khắc phục bệnh rầy nâu lúa; ứng dụng CNSH để nhân nhanh số ăn trái có chất lượng cao cung cấp giống cho nông dân; tiếp tục phát triển chương trình vùng rau - Về chăn ni, phát triển đàn bò sữa, cải thiện suất cho sữa, phát triển đàn heo giống cấp 1, giống gà suất cao, phát triển chương trình gà thả vườn; sản xuất thành cơng vắc xin phịng bệnh Tụ huyết trùng cho gia súc theo tiêu chuẩn ASEAN - Về chế biến lương thực thực phẩm: sản xuất thành công chitin, chitosan và dẫn xuất từ vỏ tôm cua làm nguyên liệu tạo màng mỏng bán thấm ứng dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp thực phẩm và công nghiệp dược; sản xuất thành cơng maltodextrin từ tinh bột khoai mì và ứng dụng quy mô công nghiệp chế biến sữa, cà phê và bột dinh dưỡng cho trẻ em □ Thời kỳ 2001-2005: Mục tiêu chương trình Cơng nghệ Sinh học giai đoạn 2001-2005 là nghiên cứu ứng dụng và phát triển kỹ thuật công nghệ sinh học để tăng cường lực công nghệ sinh học nội sinh phục vụ nâng cao suất và chất lượng hàng hóa tiêu dùng, bảo vệ mơi trường và sức khỏe người Tham gia phát triển khu nông nghiệp công nghệ cao Trong năm sau thời kỳ này, đáp ứng với yêu cầu phát triển CNSH đại và tình hình đầu tư mạnh mẽ về sở phịng thí nghiệm, trang thiết bị đại đơn vị KH&CN về CNSH địa bàn thành phố, Chương trình CNSH trọng khuyến khích nghiên cứu, ứng dụng công nghệ nền CNSH * Những kết đạt được: Cấy ghép tế bào gốc Hơn 30 năm sau giới loan tin tìm tế bào gốc, Việt Nam bắt đầu nghiên cứu và bước đầu đạt kết khả quan Từ năm 2007 đến nay, Việt Nam thực cấy ghép tế bào gốc tự thân cho bệnh nhân suy tim nặng nhồi máu tim cấp Theo dõi bệnh nhân đến cho kết ban đầu tốt, khơng có biến chứng đáng kể Việc ghép biểu mô giác mạc người nuôi cấy cho bệnh nhân bỏng giác mạc bước đầu đạt kết tốt Đây là hướng điều trị mang lại niềm hy vọng cho người không may mắc phải bệnh với chi phí thấp nhiều nước ngoài điều trị Xử lý nước thải thực phẩm - Hệ thống xử lý nước thải thực phẩm công suất 300m3 ngày đêm Hệ thống yêu cầu diện tích lắp đặt ít; khả mở rộng, thu hẹp và di chuyển động; thời gian hoạt hố nhanh; cơng nghệ ổn định, chi phí vận hành thấp; cần nhân cơng vận hành; tạo bùn; độ bền vật liệu cao; khả tiếp nhận công nghệ nhà máy thuận tiện - Hệ thống có khả xử lý nước thải có mức độ nhiễm cao với trình độ khoa học tương đương với nước khu vực Thái Lan, Trung Quốc Sản phẩm có tính ứng dụng cao, đem lại hiệu kinh tế lớn Nấm chất lượng cao - Hiện nay, quy trình sản xuất giống và ni trồng nấm ứng dụng triển khai số sở; hoàn thành số mơ hình sản xuất Hà Nội, Quảng Ninh, Lạng Sơn Sản lượng nấm đạt ban đầu mơ hình này 45 ngàn nấm tươi Sản phẩm tạo giá trị cao, có giá thành rẻ, đảm bảo giá trị dinh dưỡng, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nước Các quy trình này chuyển giao cơng nghệ cho sở, địa phương tiến hành nuôi trồng diện rộng, mang lại hiệu kinh tế, tạo việc làm và xố đói giảm nghèo 4 Sản phẩm giúp giám định gen - Sản phẩm “KIT DNA” giúp giám định gen, sử dụng giám định hình sự, góp phần ổn định an ninh trị, trật tự an toàn xã hội, tạo môi trường thuận lợi cho nền kinh tế ổn định và phát triển, ngăn chặn kịp thời loại tội phạm nguy hiểm - Sản phẩm ứng dụng quan Công an tỉnh, thành phố gồm: Hải Phịng, Cần Thơ, TP Hồ Chí Minh, Khánh Hịa, Thanh Hóa, Nghệ An và Hà Nội Việc chủ động sản xuất sản phẩm nước đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng sở giám định gen để phá án và giảm chi phí nhập sản phẩm loại Phân tích Protein/Proteome huyết người - Chương trình IDA phân tích Protein/Proteome huyết người Các nghiên cứu về hệ protein huyết người Việt Nam bình thường và bệnh nhân đái tháo đường type 2, ung thư máu phân tích cách hệ thống kỹ thuật Proteomics đại, tạo sở liệu về hệ protein huyết người Việt Nam trạng thái bình thường và bệnh lý, đưa ứng viên protein thị (marker) để chẩn đoán và điều trị bệnh, mở hướng chẩn đoán y dược học góp phần cơng chăm sóc sức khoẻ cộng đồng Bước tiến miễn dịch học - Sinh học nghiên cứu giúp dự đoán epitop và phát triển vắc xin tái tổ hợp dạng peptid đa epitop để cải thiện khả đáp ứng miễn dịch và hiệu lực bảo vệ cao vắc xin theo dạng in-silico - Sản phẩm đóng góp tích cực về mặt khoa học lĩnh vực miễn dịch học, tạo sở khoa học cho việc phát triển vắc xin tác nhân gây bệnh khác, đồng thời đóng góp cho phát triển lĩnh vực Tin-Sinh học nền tảng sinh học Việt Nam Các quy trình dự đốn epitop phục vụ cho việc phát triển vắc xin in - silicon đều hoàn toàn chưa thực và công bố nhóm nghiên cứu nào Đường chức - Sản phẩm đường chức xylooligosacarit chế từ phụ liệu nông nghiệp giàu xylan Thông qua việc ứng dụng công nghệ enzyme kết hợp sử dụng dây chuyền thiết bị tiên tiến thích hợp tạo sản phẩm đường có giá trị dinh dưỡng và phòng bệnh cho đối tượng mắc bệnh tiểu đường, béo phì, rối loạn tiêu hố Mặt khác, sản phẩm đường chức XOS tạo từ nguồn phụ liệu lõi ngơ rẻ tiền sẵn có Việt Nam mang lại hiệu kinh tế cao - Các sản phẩm tạo từ dự án sản xuất góp phần khơng nhỏ phát triển xã hội và nền kinh tế, giải vấn đề nhiễm mơi trường Cơng nghệ biến đổi gien đã đạt được nhiều thành tựu bởi q trình tạo ra cây trồng chuyển gien có những đặc tính q (như tính chịu hạn, tính đề kháng với thuốc trừ sâu, và khả năng kháng sâu bệnh) được rút ngắn, cá thể biến đổi gien có đặc tính mong muốn và ổn định trong thời gian dài. Dưới đây chỉ là vài số thành tựu tiêu biểu có tính ứng dụng cao: Về mặt kháng sâu bệnh: cây biến đổi gien Bt kháng sâu hại lá. Sâu hại lá là một trong số các sâu bệnh chủ yếu của cây trồng. Nếu khơng sử dụng thuốc trừ sâu, năng xuất của cây trồng sẽ bị giảm, nhưng sử dụng thuốc trừ sâu sẽ làm tăng chi phí sản xuất, đẩy giá thành của sản phẩm lên cao, ngồi ra gây tác hại đến mơi trường và ảnh hưởng sức khỏe của người tiêu dùng. Nhưng các cây biến đổi gien Bt (ngơ Bt, bơng Bt, đậu tương Bt,… ) có thể kháng lại sâu hại lá vì chúng có chứa protein của một loại vi khuẩn Bacillus thuringiensis. Loại vi khuẩn này tiết ra các protein là độc tố nhưng chỉ có tác dụng trên với một số lồi sâu hại lá chính mà khơng ảnh hưởng tới các loại cơn trùng, động vật cũng như con người. Vì vậy, cây biến đổi gien Bt có thể mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu, giảm giá thành và đảm bảo năng xuất cho người nơng dân cũng như sức khỏe cho người tiêu dùng (giảm nguy cơ có lẫn thuốc trừ sâu trong thực phẩm)34 Về mặt dinh dưỡng: bệnh mù mắt do thiếu vitamin A là bệnh thường gặp ở các nước thế giới thứ ba. Theo báo cáo của tổ chức y tế thế giới (WHO), hàng năm ước tính trên thế giới có 500,000 trường hợp mù mắt do thiếu vitamin A và 2 triệu người chết vì các biến chứng do thiếu vitamin A. Các nhà khoa học của Viện cơng nghệ cây trồngviện khoa học liên bang Thụy Sĩ đã tạo ra giống gạo vàng có chứa hàm lượng cao chất beta carotene (vitamin A) bằng cơng nghệ biến đổi gien5. Ước tính là 72 gram gạo này sẽ cung cấp 50% lượng vitamin A hàng ngày của trẻ 13 tuổi. Điều đáng q hơn nữa là giống gạo vàng này được phát triển cho nơng dân ở những nước nghèo trên thế giới và cơng nghệ này được phát triển khơng nhằm mục đích thu lợi nhuận nên sẽ được sử dụng miễn phí. Hiện nay, viện này đang có kế hoạch nghiên cứu làm tăng hàm lượng sắt có trong giống gạo vàng nói trên Ảnh 3. Gạo thường (trái) và gạo biến đổi gien có nhiều vitamin A nên có màu vàng đậm (phải). Nguồn: goldenrice.org Một ví dụ khác là cơng ty giống cây trồng PioneerDupont ở Mỹ cũng đã phát triển thành cơng một giống đậu tương có thành phần acid béo trong dầu đậu tương giống như của dầu ơ liu (là loại dầu thực vật rất tốt cho sức khỏe con người). Với chi phí rẻ hơn nhưng chất lượng lại tương đương với dầu ơ liu, kết quả này đã đem lại nhiều lợi ích cho cả người tiêu dùng và các ngành cơng nghiệp sử dụng và chế biến dầu đậu tương 6, 7. Điều này vơ cùng có ý nghĩa đối với các nước đã phát triển vì hiện nay bệnh béo phì hay tim mạch đang là vấn nạn của những nước này chứ khơng phải là nạn đói hay nạn suy dinh dưỡng. Việc ra đời dầu đậu tương có thành phần tốt như dầu oliu nhưng giá rẻ hơn sẽ giúp tạo ra một chế độ dinh dưỡng và các thực phẩm chế biến sẵn có lợi cho sức khỏe của người tiêu dùng cũng như làm giảm chi phí chăm sóc y tế cho cộng đồng của tồn xã hội Ảnh 4. Dầu đậu tương biến đổi gien có thành phần acid béo giống dầu ơ liu. Nguồn: pioneer.com Về cây cảnh: một loại hoa hồng tím đã được tạo ra bằng cách chuyển một cấu trúc bao gồm bốn loại gien khác nhau cùng lúc trong đó có gien delphinidin vốn tạo ra màu xanh trong một lồi hoa khác8. Điều này mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà sản xuất hoa hồng do người tiêu dùng rất ưa chuộng loại hoa hồng tím với màu sắc chưa từng có này Về mặt y học: vắc xin và thuốc thường địi hỏi chi phí cao để sản xuất và bảo quản 9 Các nhà khoa học đã tạo ra giống khoai tây và cà chua biến đổi gien có chứa vắc xin Các vấn đề về vận chuyển, bảo quản hay quản lý các vắc xin có trong các loại củ quả sẽ trở nên dễ dàng và kinh tế hơn nhiều so với phương thức truyền thống Câu 4: TB thành tựu về GMO và quan điểm của anh cị về GMO Ảnh 5. Hoa hồng biến đổi gien có màu tím. Nguồn:http://www.valentine.gr Kiểm duyệt cây trồng biến đổi gien ở Mĩ: một q trình lâu dài và tốn kém Mặc dù cây trồng biến đổi gien có thể nhanh chóng được tạo ra trong phịng thí nghiệm, nhưng để thương mại hóa chúng là q trình vơ cùng tốn kém. Ở Mĩ, việc thẩm định độ an tồn của sinh vật biến đổi gien do một hoặc cả ba cơ quan là Cục kiểm định thực phẩm và dược phẩm Mĩ (FDA), Cơ quan Giám định Sức khỏe Động vật và Thực vật của Bộ Nơng nghiệp Mĩ (APHIS), và Cơ quan Bảo vệ Mơi trường (EPA) chịu trách nhiệm. Chi phí cho tồn bộ q trình này chỉ tính riêng Mĩ dao động từ 20 đến 30 triệu đơ la10 Muốn được cấp phép trồng cây biến đổi gien ở một nước khác đương nhiên cơng ty hạt giống phải tiếp tục thực hiện các q trình kiểm duyệt của nước đó, và do lẽ đó tổng chi phí để trồng đại trà cây trồng biến đổi gien trên tồn thế giới ước tính gấp 56 lần con số này. Cũng vì lí do này mà chỉ có một số cây trồng quan trọng có thể thực sự thu lại lợi ích kinh tế như ngơ, đậu tương, bơng mới được các cơng ty hạt giống chọn để phát triển thành cây biến đổi gien. Theo báo cáo của FDA, trong năm 2012, bơng chuyển gien chiếm tới 94% diện tích tổng số bơng được trồng, đậu tương và ngơ chuyển gien cũng chiếm tỉ lệ cao như trên với con số tương ứng là 93% and 88%11 Vì sao q trình kiểm định cây trồng lại tốn kém đến vậy? Lấy ví dụ nước Mĩ, bất kì sinh vật biến đổi gien nào cũng đều được coi là sinh vật có hại cho đến khi cá nhân hoặc cơng ty phát triển sinh vật này thực hiện mọi thủ tục đề ra bởi các cơ quan kiểm định và từ đó cung cấp được số liệu chứng minh là sinh vật biến đổi gien đó có độ an tồn giống sinh vật khơng biến đổi gien cùng loại. Chẳng hạn để chứng minh độ an tồn của bất kì cây biến đổi gien nào, cơng ty hạt giống của Mỹ phải thực hiện các bước được quy định bởi FDA như sau 12: Chuẩn bị đưa cây trồng biến đổi gien vào q trình kiểm định Trồng cây biến đổi gien đó trong vịng 3 năm ở ít nhất là 21 địa điểm đại diện cho những vùng địa lí trồng nhiều giống cây này Cây trồng biến đổi gien sẽ được đánh giá về mặt kiểu hình (độ nảy mầm, chiều cao cây…), cả cây và hạt sẽ được đánh giá hàm lượng của các chất khống, chất xơ, chất béo, protein, axit amin, v.v. Trong mọi thí nghiệm kiểm tra, cây biến đổi gien và cây khơng biến đổi gien đối chứng phải có sự giống nhau và sai số phải dưới 1% Phân tích phân tử về tồn bộ cấu trúc gien chuyển vào trong sinh vật bao gồm sự ổn định của cấu trúc này qua ít nhất là bốn thế hệ Phát triển các xét nghiệm ELISA và các thí nghiệm kiểm chứng để xác nhận sự có mặt của protein được tổng hợp bởi các gien đã được đưa vào sinh vật biến đổi gien Đánh giá cấu trúc, chức năng và hoạt tính của protein tạo ra bởi các gien được đưa vào Đánh giá độ an tồn của protein tạo ra bởi gien được đưa vào: khả năng gây dị ứng, độc tính và khả năng tiêu hóa các protein này khơng chỉ trên chuột mà cịn trên nhiều gia súc, gia cầm. Các thí nghiệm về độc tính của các loại protein biến đổi gien thường được tiến hành trên chuột và gà với ba loạt thí nghiệm: 42 ngày (thí nghiệm về mặt dinh dưỡng), 90 ngày (độc tính thường), 14 ngày (độc tính cao). Khả năng gây dị ứng của protein biến đổi gien được phân tích theo tiêu chuẩn của FDA đề ra năm 1994 và tiêu chuẩn của FAO/WHO năm 2001 Đánh giá ảnh hưởng của cây biến đổi gien đến mơi trường cịn được thể hiện ở việc đánh giá tác hại của cây biến đổi gien đến khoảng 60 loại sinh vật có trong mơi trường có trồng cây biến đổi gien ví dụ như giun đất, các lồi bướm, chim, ong, v.v Ảnh 6. Khoai tây biến đổi gien được thí nghiệm trên chuột. Nguồn: Wayne Parot Sau khi tổng hợp tồn bộ các số liệu từ tất cả các thí nghiệm như trên, tùy vào loại sinh vật biến đổi gien mà một hoặc cả ba cơ quan kiểm định sẽ đưa ra quyết định dỡ bỏ lệnh cấm đối với sinh vật biến đổi gien đó. Một cây trồngbiến đổi gien chỉ được cấp phép để được thương mại hóa khi có đủ bằng chứng cho thấy nó khơng gây ra các vấn đề về sức khỏe và mơi trường, có hàm lượng dinh dưỡng và có các giá trị nơng nghiệp tương đương với cây trồng cùng lồi khơng bị biến đổi gien Những tác hại có thể có của cây trồng và thực phẩm biến đổi gien: Cuộc tranh luận giữa những người ủng hộ và phản đối cây trồng biến đổi gien và thực phẩm có nguồn gốc từ cây trồng biến đổi gien đã và vẫn đang tiếp diễn. Những tranh luận của cả hai phía, phía ủng hộ và phía phản đối chủ yếu trên các vấn đề sau: độc hại cho mơi trường, có hại cho sức khỏe của con người, và ảnh hưởng đến kinh tế Ảnh hướng đến mơi trường: đa số các thí nghiệm khoa học trong vấn đề này đều chưa mang lại kết luận cuối cùng. Rất nhiều thí nghiệm đã được thực hiện, nhưng chúng khơng cho kết quả đồng nhất, và vì thế mỗi phía đều dùng những số liệu có lợi cho mình Ngay cả khi những tiêu cực của việc sử dụng cây trồng biến đổi gien đã được phát hiện, thì cũng ln có những biện pháp có thể được thực hiện nhằm giảm thiểu những tác động này. Sau đây là những tác hại có thể có đến mơi trường của cây trồng chuyển gien: o Những tác động khơng lường trước của cây biến đổi gien đối với các sinh vật khác vốn khơng phải là đối tượng chính của nó: vấn đề này cũng đã được nghiên cứu và các báo cáo đều khơng cho một đáp số chung Một nghiên cứu cơng bố năm 1999 đã cho thấy phấn hoa của ngơ Bt vốn để ngăn ngừa sâu cắn lá lại làm tăng tỉ lệ chết của sâu của lồi bướm bơng tai D. plexippus 13. Thức ăn chính của lồi sâu này là cây cỏ sữa A. syriaca chứ khơng phải là ngơ. Tuy nhiên, tỉ lệ tử vong của sâu của lồi bướm bơng tai ở xung quanh khu vực trồng ngơ Bt cao hơn so với ở khu vực trồng ngơ khơng biến đổi gien đối chứng đã khiến nhóm nghiên cứu nói trên đưa ra giả định là phấn hoa của ngơ Bt bị phát tán theo gió, bay lên và đậu trên cây cỏ sữa và gây ngộ độc cho sâu của lồi bướm D. plexippus. Tuy nhiên những báo cáo sau này đều cho thấy sự tăng trưởng và phát triển của lồi bướm nói trên cũng như cộng đồng vi sinh vật có trong mơi trường gần nơi trồng ngơ Bt là khơng có sự khác biệt so với nơi trồng các loại ngơ khơng biến đổi gien 14, 15 o Giảm hiệu quả của việc dùng thuốc trừ sâu: các nhà khoa học lo ngại rằng việc sử dụng cây trồng có chất Bt sẽ góp phần tạo ra loại cơn trùng kháng lại chất Bt và điều này đã được ghi nhận bởi một số cơng trình nghiên cứu gần đây 1618 o Tạo ra loại cỏ kháng thuốc diệt cỏ: có thể các loại cỏ sẽ lai tạo chéo với các giống cây biến đổi gien và kháng lại thuốc diệt cỏ. Một vài loại cỏ kháng thuốc diệt cỏ đã được phát hiện tại bang Georgia, Mĩ. Ngun nhân của việc này được cho rằng khi người nơng dân dùng một lúc nhiều loại thuốc diệt cỏ có độc tính cao cùng với các phương pháp diệt trừ cơ học (nhổ, cuốc) dẫn đến việc phát triển gien kháng thuốc trên cỏ chậm lại Khi dùng biến đổi gien, cần dùng loại thuốc diệt cỏ glyphosate (một loại thuốc khơng có tính độc hại cao các loại thuốc khác) mà khơng dùng thêm các phương pháp cơ học đã tạo cơ hội để cỏ dại phát triển tính kháng rất nhanh đối với thuốc diệt cỏ 19 o Gien được chuyển vào cây biến đổi gien sẽ phát tán và nhiễm tạp các cây dại trong tự nhiên. Vào năm 2001, có một báo cáo khoa học cho thấy gien chuyển vào ngơ Bt đã được phát hiện ở một số loại ngơ dại ở Mêhicơ, nơi có số lượng cây ngơ dại đa dạng nhất trên thế giới. Tuy nhiên, những khe hở trong phương pháp và kết quả của nghiên cứu này đã được phân tích 20, 21 và các thí nghiệm sau đó đều khơng tìm thấy gien được chuyển vào ngơ Bt trong ngơ dại22. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy các cây trồng có khả năng phát tán hạt phấn và lai tạo tự nhiên với cây khác cùng lồi. Do đó, gien được chuyển vào trong cây biến đổi gien đã được tìm thấy trong cây dại trong tự nhiên trong bán kính từ 10 m đến 3,8 km23. Tuy nhiên, khả năng này phụ thuộc vào từng loại cây, điều kiện mơi trường và đặc điểm của hạt phấn của từng loại cây 17 Ảnh hưởng lên sức khỏe con người: đa số các tài liệu nghiên cứu cho thấy thực phẩm biến đổi gien có nguồn gốc từ cây trồng biến đổi gien khơng có hại đến sinh trưởng và phát triển của các động vật chiếm đa số 24. Tuy nhiên, con số này chỉ phổ biến đối với cộng đồng nghiên cứu khoa học, mà lại khơng đến được đại chúng. Tiêu biểu một cơng trình tổng hợp các nghiên cứu về sinh vật biến đổi gien được tài trợ bởi liên minh châu Âu trong gần 25 năm cho thấy rằng chưa có một bằng chứng khoa học xác thực cho thấy sinh vật biến đổi gien thực sự gây hại cho mơi trường và sức khỏe của người sử dụng thực phẩm biến đổi gien 25. Ngồi ra, hơn 600 bài báo khoa học nghiên cứu tác hại GMO tổng hợp trang web: http://www.biofortified.org/genera/studiesforgenera/. Tất c ả đều cho thấy khơng thấy có vật liệu ADN lạ từ cây trồng biến đổi gien ở trong cơ thể của các vật ni ăn các thức ăn biến đổi gien, và do vậy, thực phẩm biến đổi gien khơng thể gây ra tác hại nào cho người sử dụng. Một nghiên cứu tổng hợp gần đây nhất vào năm 2012 của các nhà khoa học Anh và Pháp, đăng trên tạp chí Thực phẩm và Chất độc hóa học, trong đó xem xét gần 12 thí nghiệm ngắn hạn và dài hạn (từ chín tháng cho đến hai năm), và gần 12 thí nghiệm khác nghiên cứu từ hai đến năm thế hệ động vật ăn các thực phẩm biến đổi gien, đã chứng minh được rằng cây trồng biến đổi gien có hàm lượng dinh dưỡng tương đương với các cây trồng bình thường và hồn tồn an tồn trong chế biến thực phẩm và thức ăn chăn ni26. Mặc dù có những khác biệt nhỏ được phát hiện, nhưng chúng nằm trong giới hạn cho phép và khơng gây ra các tác hại nào về mặt sinh học 24 Trong khi đó, giới truyền thơng và những người phản đối GMO ln bỏ qua thơng tin từ giới khoa học mà chỉ chọn ra một số nhỏ các báo cáo về tác hại của việc sử dụng thực phẩm biến đổi gien để minh chứng cho luận điểm của mình. Những bài báo này ln báo cáo các con số cho thấy sự khác nhau giữa thực phẩm biến đổi gien và nhóm đối chứng trên động vật thí nghiệm mà đơi khi khơng chú ý rằng sự khác nhau này có thực sự khác biệt về thống kê, hay những khác biệt này có nằm ngồi ngưỡng cho phép hay khơng, hoặc có thể gây hại vì về mặt sinh/hóa học hay khơng lại là một điều hồn tồn khác Tiêu biểu có thể kể đến hai kết quả nghiên cứu vốn được sử dụng nhiều bởi những người phản đối thực phẩm chuyển gien. Nghiên cứu thứ nhất của nhà khoa học Pusztai ở Anh chứng minh là đường tiêu hóa của các con chuột thí nghiệm ăn khoai tây biến đổi gien có xuất hiện các rãnh và tổn hại về mơ 27. Tuy nhiên, bài báo này đã được hai hội đồng khoa học khác nhau thẩm định chỉ ra nhiều thiếu sót và chứng minh rằng nó khơng đủ chứng cứ khoa học và có độ tin cậy khơng cao. Khoai tây biến đổi gien được dùng cho nghiên cứu này do chính nhà khoa học này tạo nên mà khơng phải là loại khoai tây được phát triển bởi các cơng ty giống cây trồng, vốn phải trải qua q trình kiểm định lâu dài và tốn kém hàng triệu đơ la. Hơn nữa, số liệu của nghiên cứu này cũng được cho là sơ sài và quan trọng nhất là khơng cho thấy được sự khác nhau thật sự có ý nghĩa thống kê. Bài báo thứ hai được cơng bố vào năm 2011 đã kết luận rằng chất Bt đã được tìm thấy trong mẫu máu của nhiều phụ nữ và thai nhi ở một bệnh viện Quebec, Canada Kết quả này được quy cho là do ăn thực phẩm từ ngơ biến đổi gien Bt, điều này đã làm dấy lên sự lo lắng của người tiêu dùng cũng như cơn thịnh nộ của những người chống lại thực phẩm biến đổi gien28. Tuy nhiên, tổ chức tiêu chuẩn thực phẩm của Úc và New Zealand đã chỉ ra các thiếu sót trong lập luận và nghiên cứu của các tác giả bài báo này Thứ nhất, việc quy kết là hàm lượng chất Bt trong máu của phụ nữ ở trong nghiên cứu này là do ăn ngơ biến đổi gien Bt là thiếu căn cứ khoa học. Chất độc Bt vốn cịn được dùng nhiều trong các chất trừ sâu phổ biến (Delfin, Dipel) phun trên nhiều loại cây rau khác nhau như khoai tây, cà chua, súp lơ, dưa hấu, … và thậm chí được phép sử dụng trên các loại thực phẩm được dán nhãn “hữu cơ/sạch”. Do vậy việc tìm thấy hàm lượng Bt trong máu khơng thể kết luận là do liên quan tới việc ăn ngơ biến đổi gien khi mà chưa phân tích kĩ càng chế độ ăn uống và dinh dưỡng của người tham gia nghiên cứu để phân biệt được hàm lượng Bt trong máu là do ăn ngơ Bt hay do ăn các rau quả có phun thuốc chứa Bt. Hơn nữa, để tích tụ hàm lượng Bt như trong nghiên cứu này, một con người phải tiêu thụ một lượng ngơ gấp nhiều lần so với khẩu phần ăn của một người bình thường Ảnh hưởng đến kinh tế, xã hội: mặc dù cây trồng biến đổi gien được quảng cáo là sẽ giúp người nơng dân giảm được chi phí cho thuốc trừ sâu và có năng xuất cao hơn, trong thực tế, những người nơng dân lại bị lệ thuộc vào cơng ty hạt giống vì mỗi năm họ buộc phải mua giống mới mà không thể sử dụng lại hạt thu từ vụ trước29 Ngun nhân là vì hạt giống biến đổi gien mà họ mua năm đầu tiên từ các cơng ty hạt giống sẽ khơng thể thụ phấn các vụ mùa tiếp theo. Đối với người nơng dân của các nước thứ ba, chi phí đắt đỏ của giống cây chuyển gien và sự lệ thuộc vào cơng ty hạt giống sẽ khiến sức hấp dẫn của cây trồng chuyển gien giảm đi. Thêm vào đó, các cơng ty này ln tun truyền rằng chỉ có cây trồng biến đổi gien mới có thể giúp con người sản xuất ra đủ lượng thực phẩm để ni dân số thế giới, vốn đang tăng lên với mức độ chóng mặt. Tuy nhiên, năng xuất trồng trọt cịn chưa cao của các nước thứ ba khơng hẳn là chỉ vì thiếu hạt giống tốt mà cịn do nhiều yếu tố khác như tình trạng thiếu phân bón, máy móc, đất đai cằn cỗi, và trình độ quản lí cịn yếu kém29. Mặt khác, ngun nhân gây ra nạn đói ở các nước thứ ba cũng khơng phải chỉ do thiếu thực phẩm mà cịn do các vấn đề kinh tế xã hội như tham nhũng hoặc q trình phân phối thực phẩm khơng cơng bằng khiến cho những người nghèo khơng thể tiếp cận được với nguồn thức ăn Kết luận Đối với các nhà cơng nghệ sinh học, GMO là một trong những thành tựu kì diệu của ngành cơng nghệ sinh học, là một trong những phương tiện giúp giảm bớt áp lực về nguồn thực phẩm và thuốc men do tình trạng dân số thế giới đang gia tăng với tốc độ chóng mặt. Cây trồng và thực phẩm biến đổi gien quả thực đã mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu những cái chết khơng đáng có vì thiếu dinh dưỡng, hoặc giảm nguy cơ nhiễm độc do sử dụng thực phẩm có mầm bệnh. Đồng thời giúp cây trồng có khả năng đề kháng với sâu bệnh tốt hơn và quan trọng nhất là có năng xuất cao hơn. Tuy mọi sự so sánh đều là tương đối, nhưng sự so sánh về mức độ lợi, hại của cây trồng/thực phẩm chuyển gien với cây trồng/thực phẩm hữu cơ có phần nào giống với sự so sánh giữa chiếc xe đạp và chiếc xe ơ tơ. Mặc dù xe đạp mang lại nhiều lợi ích như rất có lợi cho sức khỏe của con người hay thân thiện với mơi trường nhưng tốc độ lại chậm và chở được ít người và hàng hóa. Trong khi đó ơ tơ lại xả ra khí thải gây ơ nhiễm mơi trường, có hại cho sức khỏe con người nhưng lại đi nhanh hơn và chun chở số lượng người và hàng hóa nhiều hơn so với xe đạp. Rõ ràng là ơ tơ vẫn là những phương tiện giao thơng ưu việt khơng thể thiếu trong xã hội hiện nay. Cái mà con người đang làm khơng phải là tìm cách loại bỏ ơ tơ vì lý do gây ơ nhiễm của nó mà tìm cách chế tạo ra những dịng xe chạy bằng điện hoặc điệnxăng nhằm hạn chế tối đa khả năng xả ra khí thải của các dịng xe dùng nhiên liệu hóa thạch như hiện nay. Tóm lại, bên cạnh những mặt có lợi, một vài tác động tiêu cực của cây trồng biến đổi gien đến mơi trường đã được phát hiện, và chúng ta cần phải tiếp tục nghiên cứu để biết rõ và có giải pháp giảm thiểu những tác hại đó. Biết rõ tính chất để khai thác mặt tốt và giảm thiểu tác động của mặt xấu của cây trồng chuyển gien chính là cách sử dụng khơn ngoan và có lợi nhất ... gian sợi silicon carbide 4.3 Cây trồng CNSH (cây chuyển gen) - Năm 2006 diện tích trồng CNSH liên tục gia tăng ( 13%) Đây là bước ngoặt quan trọng lần diện tích trồng CNSH đạt 100 triệu ha.Đậu... điều khiển (1961- 1975) - Giai đoạn CNSH phân tử (1976- nay) 3.Những kiện bật lịch sử nghiên cứu CNSH: - 1972- 1973 kỹ thuật di truyền làm bùng nổ cách mạng CNSH - 1984: Các chuyên gia Đại học... ứng với yêu cầu phát triển CNSH đại và tình hình đầu tư mạnh mẽ về sở phịng thí nghiệm, trang thiết bị đại đơn vị KH&CN về CNSH địa bàn thành phố, Chương trình CNSH trọng khuyến khích nghiên