Đang tải... (xem toàn văn)
Slide 1 1 KỸ THUẬT CHỈNH SỬA GENE CRISPRCAS9 NỘI DUNG Giới thiệu CRISPRCAS9 và cơ chế Các bước đưa CRISPR CAS 9 vào tế bào Ưu và nhược điểm Ứng dụng của CRISPRCAS9 Kết luận Kỹ thuật thao tác DNA bộ gen dựa như Zinc Finger Nucleases (ZFNs) và Transcription Activator Like Effector Nuclease (TALEN).
KỸ THUẬT CHỈNH SỬA GENE CRISPR/CAS9 NỘI DUNG Giới thiệu CRISPR/CAS9 chế Các bước đưa CRISPR CAS vào tế bào Ưu nhược điểm Ứng dụng CRISPR/CAS9 Kết luận Tài liệu tham khảo GIỚI THIỆU Việc thao tác biến đổi DNA gene từ lâu niềm khao khát người Giấc mơ gần với thực hết dự án giải mã gene người hoàn thành năm 2003 GIỚI THIỆU Thông tin từ gen người sinh vật khác giúp nhà khoa học hiểu rõ gen riêng biệt, từ thực kỹ thuật thao tác gen giúp người nghiên cứu chức gen hệ gen, sửa chữa sai hỏng đột biến bệnh di truyền, biến đổi đặc điểm di truyền theo mục đích riêng người GIỚI THIỆU Làm để biến đổi, sữa chửa sai hỏng gen cụ thể? Kỹ thuật thao tác DNA gen dựa Zinc Finger Nucleases (ZFNs) Transcription Activator Like Effector Nuclease (TALEN) Nhiều nghiên cứu sử dụng thành công kỹ thuật biến đổi DNA gen dựa hệ thống CRISPR/Cas CRISPR/Cas9 số Vậy CRISPR/Cas9 gì? GIỚI THIỆU CRISPR- phát lần vi khuẩn vi khuẩn cổ năm 1987 CRISPR mơ tả họ trình tự DNA ngắn (20-40 nucleotides) xuôi ngược lặp lại (đọc theo hướng xi hay ngược có trình tự DNA giống GIỚI THIỆU Các trình tự ngăn cách với vùng đệm (spacer), vùng đệm DNA độc Vào năm 2000, họ phát vùng đệm DNA phù hợp tuyệt DNA virus, đặc biệt thể thực khuẩn GIỚI THIỆU Chúng gen liên quan tới CRISPR hay gen Cas Các gen Cas dịch mã thành protein Cas Protein Cas trở thành helicase, protein tháo xoắn DNA, nuclease, protein cắt DNA Nó hệ thống miễn dịch vi khuẩn GIỚI THIỆU GIỚI THIỆU 10 Các bước đưa CRISPR CAS vào tế bào 27 Các bước đưa CRISPR CAS vào tế bào 28 Ưu điểm nhược điểm Ưu điểm: Thao tác linh động Cắt chuyên biệt với độ đặc hiệu cao Chỉnh sửa gen hiệu 29 Ưu điểm nhược điểm Nhược điểm: Nhắm sai mục tiêu lựa chọn sai mục tiêu ban đầu Sự thay đổi tương đồng số tế bào Tỷ lệ khơng hiệu HDR NHEJ Hiệu vận chuyển đến tế bào thành phần khác Sự an toàn hiệu Vấn đề đạo đức cạnh tranh phi khoa học trị, thương mại, hay chiến tranh Sự hiểu biết toàn gen người nhiều hạn chế, biểu gen: gen thực gen gây nhiễu tín hiệu? Những hậu tiềm tàng việc chỉnh sử gen, thiếu tính cụ thể mục tiêu, nhắm mục tiêu không bao hàm đầy đủ, tất có tác động tiêu cực tế bào sau chỉnh sửa gen 30 Ứng dụng CRISPR/CAS9 Sửa chữa chức màng xơ nang (CFTR) CRISPR/Cas9 tổ chức tế bào gốc ruột bệnh nhân xơ nang (Schwank et al., 2013) Ứng dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR / Cas9 điều trị ung thư Ứng dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR / Cas9 nghiên cứu điều trị ung thư (Jiang et al., 2020) 33 Ứng dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR / Cas9 điều trị HIV Phương pháp dựa CRISPR / Cas9 lần thử nghiệm điều trị HIV-1 / AIDS vào năm 2013 Ebina cộng sử dụng thành công CRISPR / Cas9 để ngăn chặn biểu gen HIV1 cách nhắm mục tiêu HIV-1 LTR ( Ebina cộng sự, 2013 34 Ứng dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR / Cas9 điều trị bệnh truyền nhiễm hệ thần kinh trung ương 35 Ứng dụng kỹ thuật CRISPR / Cas9 điều trị số bệnh virus khác Kennedy đồng nghiệp chứng minh việc sử dụng CRISPR / Cas9 khoang miệng nhắm vào gen E6 E7 virus HPV để tạo phân cắt gen HPV dẫn đến virus HPV bị bất hoạt (Kennedy and Cullen, 2015). Gergen et al., (2018) chứng minh ức chế thành công nhân lên virus HCMV cách sử dụng phương pháp ghép kênh CRISPR/Cas9 nhắm vào gen thiết yếu virus UL122 /123 36 Một số ứng dụng khác Ứng dụng y học: ● Ngừa bệnh trùng lan truyền cách kiểm sốt sinh sản chúng, thí dụ biến đổi gen lồi muỗi làm cho vơ sinh đẩy lùi bệnh sốt rét ● Phục hồi giác quan thị giác hay thính giác bị thiếu sót mặt di truyền (đang nghiên cứu loài chuột) Ứng dụng lượng sinh học: ● Biến đổi gen số loài rong tảo vi sinh vật để tăng suất tạo lượng sinh học (biofuel) 37 Một số ứng dụng khác Ứng dụng nông nghiệp: ● Tạo giống với tính trạng tốt chịu hạn,chịu mặn, có khả chống chịu với sâu bệnh, suất cao ● ● Tại Việt Nam : tạo đu đủ chuyển gen kháng bệnh đốm vòng cam quýt kháng bệnh tàn lụi Tạo giống rau củ có bề ngồi thân thiện, dễ sử dụng phù hợp với người tiêu dùng Làm cho rau củ lâu bị hư q trình vận chuyển ● Tạo giống vật ni có suất thịt cao giống bò vàng chuyên thịt nghiên cứu Việt Nam 38 KẾT LUẬN Tóm lại, Hệ thống CRISPR/Cas9 bao gồm thành phần là: enzyme Cas9 nuclease RNA dẫn đường CRISPR/Cas9 có nhiều ứng dụng như: sửa chữa chức màng xơ nang, điều trị ung thu, bệnh truyền nhiễm hệ thần kinh, số bệnh virus khác,… Tuy nhiên, CRISPR/Cas9 đặt câu hỏi, câu hỏi mặt đạo đức như: có nên sử dụng phơi người khơng? Chỉnh sửa người giống vật nuôi? Chỉnh sửa có trái quy luật tự nhiên khơng? TÀI LIỆU THAM KHẢO Doudna JA & Charpentier E, 2014 Genome editing The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9 Science 346(6213):1258096 Platt RJ, et al., 2014 CRISPR-Cas9 knockin mice for genome editing and cancer modeling Cell 159(2):440-455 Xue W, et al., 2014 CRISPR-mediated direct mutation of cancer genes in the mouse liver Nature 514(7522):380-384 Schwank, G., Koo, B K., Sasselli, V., Dekkers, J F., Heo, I., Demircan, T., & Clevers, H., 2013 Functional repair of CFTR by CRISPR/Cas9 in intestinal stem cell organoids of cystic fibrosis patients Cell stem cell, 13(6), 653-658 40 Xin chân thành cám ơn Thầy Anh Chị lắng nghe buổi báo cáo seminar nhóm! 41 ... công kỹ thuật biến đổi DNA gen dựa hệ thống CRISPR/ Cas CRISPR/ Cas9 số Vậy CRISPR/ Cas9 gì? GIỚI THIỆU CRISPR- phát lần vi khuẩn vi khuẩn cổ năm 1987 CRISPR mô tả họ trình tự DNA ngắn (20-40...NỘI DUNG Giới thiệu CRISPR/ CAS9 chế Các bước đưa CRISPR CAS vào tế bào Ưu nhược điểm Ứng dụng CRISPR/ CAS9 Kết luận Tài liệu tham khảo GIỚI THIỆU Việc thao... tích phương pháp giải trình tự: Sanger, NGS 25 Các bước đưa CRISPR CAS vào tế bào 26 Các bước đưa CRISPR CAS vào tế bào 27 Các bước đưa CRISPR CAS vào tế bào 28 Ưu điểm nhược điểm Ưu điểm: Thao