Báo cáo chuyên đề CNSH 1 Cán bộ hướng dẫn Ts. Nguyễn Văn Thành Nhóm 1- Công nghệ Sinh Học K35 Phạm Hoàng Nam 3092422 Lợi Đức Linh 3092415 Danh Thị Phương Nga 3092492 Phạm Thị Đàm Mi 3092418 Đinh Thị Bé Ngọc 3092495 Nguyễn Văn Quắc Dương Trọng Tín Lê Thanh Nhật 3096846 Cần Thơ, tháng 09 năm 2010 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NC&PT CÔNG NGHỆSINH HỌC ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ sinh học đang trở thành một ngành công nghệ ứng dụng phát triển mạnh mẽ và là ngành khoa học mũi nhọn của thế kỉ 21. Công nghệ tế bào là một trong năm hướng phát triển cùa ngành công nghệ sinh học đã và đang đem lại những hiệu quả khoa học và kinh tế rất triển vọng trong sự phát triển của loài người . Việc trang bị kiến thức và kĩ năng về công nghệ tế bào cho sinh viên ngành Công nghệ sinh học là điều bắt buộc trong các trường đại học có đào tạo về Công nghệ sinh học . NỘI DUNG  GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ TẾ BÀO - Công nghệ tế bào Ngày nay, việc ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc mô trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra những mô, cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh với đầy đủ các tính trạng của cơ thể gốc đã trở thành một ngành kĩ thuật, có qui trình xác định, được gọi là công nghệ tế bào. 2 - Lịch sử phát triển Về công nghệ tế bào các nước đều đã sử dụng rộng rãi kỹ thuật nuôi cấy mô (tissue culture) dung hợp tế bào (cell fusion) chuyển nhân (nuclear transplantation) nuôi cấy các tế bào gốc, và đã có rất nhiều thành tựu. A.CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT I.SƠ LƯỢC VỀ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT 1. CẤU TẠO Hình 1: tế bào động vật 2.CHỨC NĂNG 3 II.CÔNG NGHỆ TẾ BÀO GỐC 1.TẾ BÀO GỐC a.Khái niệm: tế bào gốc là những tế bào không chuyên biệt (chưa biệt hóa) nhưng có khả năng trở thành các tế bào chuyên biệt và chức năng mới tương ứng. b.Chức năng: tế bào gốc được sử dụng để tạo các tế bào mới thay thế cho các tế bào già, chết tự nhiên, bị tổn thương, bị mất chức năng hay vì nguyên nhân khác . c.Nguồn gốc Hình 2: Tế bào gốc phôi Hình 3: Tế bào gốc phôi thai Hình 4: Tế bào gốc từ cuốn rốn trẻ sơ sinh 4 Hình 5: Tế bào gốc tủy xương Hình 6: Tế bào gốc từ răng Hình 7: Tế bào gốc của người trưởng thành d.Phân loại tế bào gốc • T bào g c t ng năng: mế ố ổ i t bào có th phát tri n thành ỗ ế ể ể m t cá th m i.ộ ể ớ • T bào g c toàn năng: tế ố bào có th hình thành nên b t c ế ể ấ ứ lo i t bào nào trong cạ ế ơ thể (trên 200 loại). • T bào g c đa năng: tế ố bào đã đ c bi t hóa, nh ng v n có ế ượ ệ ư ẫ th hình thành nên m t s lo i t bào khác.ể ộ ố ạ ế 5 • Ghép các tế bào gốc tạo máu trong điều trị các tình trạng khác nhau của suy thoái hệ thống tạo máu. • Chữa trị các bệnh thuộc hệ thần kinh do sự thoái biến của các tế bào thần kinh. • Tái tạo da sau chữa trị bỏng. • Tái tạo mô cơ-xương qua thủ thuật ghép các tế bào gốc phôi • Ứng dụng vào các thủ thuật ghép tủy xương. • Trong thẩm mỹ: Các sản phẩm chăm sóc da Hình 8: Sản phẩm chăm sóc da từ tế bào gốc Hình 9: Ngân hàng tế bào gốc 2.ỨNG DỤNG 6 1.CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN NẠP GEN a.Chuyển nhiễm Dùng calcium phostphate kết tủa ADN b.Lipofection Sử dụng các lipid trung tính hoặc mang cation để tạo thành các liposome. Phức lipid hợp nhất với màng huyết tương sẽ phóng thích ADN dính bám vào trong phần bào tan (cytosol). c.Xung điện d.Vi tiêm III.ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN Hình 8:Thiết bị vi tiêm Hình 9: Vi tiêm DNA vào tế bào 7 (1) Gen có chức năng nào đó được lựa chọn và phân lập trong phòng thí nghiệm. (2) Một con vật cho được gây siêu bài noãn và thu hoạch phôi từ ống dẫn trứng. (3) Gen được đưa vào trứng được thụ tinh bằng kỹ thuật vi tiêm. (4) Phôi chuyển gen được đưa vào con vật nhận mà có thể cho ra đời con non có gen đã chuyển. (5) Kiểm tra con non đối với gen mới chuyển, lai tạo để tạo con non có tính ổn định di truyền về tính trạng mới. Hình 10: Quá trình vi tiêm 8 e.Dùng súng bắn gen Sử dụng các hạt kim loại như tungsten hoặc vàng làm vi đạn. Vi đạn được bọc bằng ADN và đi với một vận tốc thích hợp để xâm nhập vào tế bào đích. f.Dùng vector virus 2.CÔNG NGHỆ TẠO ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN Hình 11: Qui trình chuyển gen động vật 9 a.Tách chiết, phân lập gen mong muốn và tạo tổ hợp gen biểu hiện trong tế bào động vật b.Tạo cơ sở vật liệu biến nạp gen c.Chuyển gen vào động vật d.Nuôi cấy phôi trong ống nghiệm (đối với động vật bậc cao) e.Kiểm tra động vật được sinh ra từ phôi chuyển gen f.Tạo nguồn động vật chuyển gen một cách liên tục 3.ỨNG DỤNG CỦA KĨ THUẬT CHUYỂN GEN Ở ĐỘNG VẬT a.Sản xuất thịt Hình 12: lợn siêu nạc b.Sản xuất len Hình 13: Cừu sản xuất len 10 [...]... •Hầu hết các tế bào động vật chỉ sinh trưởng khi được gắn trên một bề mặt 2.CÁC DÒNG TẾ BÀO ĐỘNG VẬT CÓ VÚ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA NÓ a.Các tế bào dịch huyền phù Các tế bào máu hoặc dịch bạch huyết là các tế bào dịch huyền phù (suspension cells), hoặc không dính bám khi chúng sinh trưởng 14 trong nuôi cấy in vitro b.Các tế bào dính bám Hầu hết các tế bào động vật bình thường là các tế bào dính bám... nhanh và dễ dàng •Tạo củ siêu nhỏ (micro), hạt nhân tạo, công nghệ hóa quá trình nhân giống, vườn ươm và xây dựng mô hình trồng thử IV.NUÔI CẤY VÀ DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN Tế bào trần là tế bào thực vật bị loại bỏ vách bởi 1 xử lý enzyme Đó là tế bào tự do, cô lập, không định hướng (vì không còn chịu sự 31 tương quan trong hệ thống thực vật) Dung hợp tế bào trần là sự hợp nhất của các tế bào sôma... 1 CẤU TRÚC TẾ BÀO THỰC VẬT 2 CHỨC NĂNG TẾ BÀO THỰC VẬT 20 II.NUÔI CẤY MÔ 1.ĐẶC ĐIỂM a.Nuôi cấy mô: tế bào thực vật là kĩ thuật cho phép nuôi cấy dễ dàng những tế bào thực vật hay mô phân sinh sạch bệnh trong môi trường nhân tạo thích hợp để tạo ra những khối tế bào hay những cây hoàn chỉnh trong ống nghiệm b.Cơ sở sinh lí: •Tính toàn năng: khả năng của 1 tế bào hình thành 1 cây hòa chỉnh trong điều... bào sôma không có thành tế bào của các cá thể hoặc các loài khác nhau và sau đó tái sinh cây lai từ các tế bào đã dung hợp 1.NUÔI CẤY TẾ BÀO TRẦN 32 Hình 35: Các bước nuôi cấy tế bào trần Ứng dụng của tế bào trần •Chọn dòng tế bào •Dung hợp protoplast để lai vô tính tế bào thực vật •Biến nạp di truyền, đưa các cơ quan tử, virus, DNA ngoại lai vào tế bào thực vật •Là hệ thống lý tưởng... •Sự phân chia phân hóa, phản phân hóa của tế bào Phân hóa: 1 tế bào, 1 khối tế bào phân hóa thành mô, cơ quan, hệ cơ quan Phản phân hóa: khi các tế bào đã phân hóa thành các mô chức năng riêng biệt nhưng vẫn có thể quay về trạng thái chức năng phôi sinh ban đầu ki gặp điều kiện thuận lợi 21 c.Các nhân tố đảm bảo thành công trong công nghệ nuôi cấy m tế bào thực vật: •Đảm bảo điều kiện vô trùng, phòng... •Các tế bào động vật đáp ứng được quá trình hậu dịch mã  chính xác đối với các sản phẩm protein sinh­dược  (biopharmaceutical protein) •Sản xuất các viral vector dùng trong liệu pháp gen •Sản xuất các tế bào động vật để dùng như một cơ chất in  vitro trong nghiên cứu độc chất học và dược học •Sản xuất các cơ quan thay thế nhân tạo­sinh học/các dụng  cụ trợ giúp 13 b.Hạn chế •Các tế bào động vật có... các tế bào dính bám (cần có bề mặt để gắn vào và sinh trưởng) Người ta sử dụng rộng rãi các loại tế bào dính bám là tế bào biểu mô và nguyên bào sợi (fibroblast) 3.MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY TẾ BÀO ĐỘNG VẬT CÓ VÚ Môi trường đặc trưng dùng trong nuôi cấy tế bào động vật bao gồm các amino acid, các vitamin, các hormone, các nhân tố sinh trưởng, muối khoáng và glucose Ngoài ra, môi trường cần được cung... •Sản xuất các cơ quan thay thế nhân tạo­sinh học/các dụng  cụ trợ giúp 13 b.Hạn chế •Các tế bào động vật có kích thước lớn hơn và cấu trúc phức tạp hơn các tế bào vi sinh vật •Tốc độ sinh trưởng của tế bào động vật rất chậm nên sản lượng của chúng khá thấp và việc duy trì điều kiện nuôi cấy vô trùng trong một thời gian dài thường gặp nhiều khó khăn hơn •Các tế bào động vật được bao bọc bởi màng huyết tương mỏng kết quả là chúng rất dễ bị vỡ • Môi... sinh tổng hợp thành tế bào 2.DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN a.Các phương pháp dung hợp •Dung hợp tự phát (Spontaneuouso fusion) •Dung hợp bằng điện b.Cơ sở tế bào học của dung hợp tế bào trần Nếu dung hợp chỉ xảy ra tế bào chất và cơ quan tử các nhân vẫn giữ nguyên thì tạo thành thể lai tế bào chất (Cybrid) Còn trường hợp tế 33 bào chất và nhân được dung hợp thì tạo tế bào lai thực sự (Hybrid)... thông qua tạo mô sẹo và tạo cơ quan e Nuôi cấy tế bào đơn Tế bào đơn có thể nhận được bằng con đường nghiền mô, hoặc xử lý enzym Mỗi loại cây, mỗi loại tế bào khác nhau đòi hỏi những kỹ thuật nuôi cấy khác nhau 25 f Nuôi cấy protoplast Trong điều kiện nuôi cấy phù hợp protoplast có thể tái sinh thành tế bào mới, phân chia và tái sinh thành cây hoàn chỉnh Do không có thành tế bào nên protoplast trở . lập gen mong muốn va tạo tổ hợp gen biểu hiện trong tế bào động vật b.Tạo cơ sở vật liệu biến nạp gen c.Chuyển gen va o động vật d.Nuôi. photpho – Lợn enviro-pig Hình 15: Lợn enviro-pig e.Sản xuất Biosteel Hình 16: Dê sản xuất biosteel f.Động vật thủy sinh chuyển gen Hình 17: Cá chuyển