x 101 x PHҪN V Giӟi thiӋu vӅ công nghӋ sinh hӑc x 102 x x 103 x 16. An toàn sinh hӑc và công nghӋ DNA tái tә hӧp Công nghӋ DNA tái tә hӧp liên quan tӟi viӋc tәng hӧp vұt liӋu di truyӅn tӯ các nguӗn khác nhau ÿӇ tҥo ra các sinh vұt biӃn ÿәi gen (GMOs) mà trѭӟc ÿây chѭa tӗn tҥi trong tӵ nhiên. Ban ÿҫu, các nhà sinh hӑc phân tӱ có mӝt mӕi quan tâm chung ÿó là nhӳng ÿһc tính không thӇÿoán trѭӟc và không mong muӕn cӫa các sinh vұt này có thӇ gây ra mӝt mӕi nguy sinh hӑc nӃu chúng thoát ra khӓi phòng thí nghiӋm. Mӕi quan tâm này trӣ thành tiêu ÿiӇm cӫ a mӝt hӝi nghӏ khoa hӑc ÿѭӧc tә chӭc tҥi Asilomar, CA, Hoa KǤ vào năm 1975 (45). Tҥi hӝi nghӏÿó, vҩn ÿӅ an toàn ÿã ÿѭӧc thҧo luұn và nhӳng hѭӟng dүn ÿҫu tiên vӅ công nghӋ DNA tái tә hӧp ÿã ÿѭӧc ÿѭa ra. Nhӳng kinh nghiӋm nghiên cӭu trong hѫn 25 năm sau ÿó ÿã chӭng minh rҵng kӻ thuұt gen có thӇ thӵc hiӋn an toàn hѫn khi tiӃn hành ÿánh giá nguy cѫ hӧp lý và sӱ dөng các biӋn pháp an toàn thӓa ÿáng. Ĉҫu tiên, công nghӋ DNA tái tә hӧp hoһc kӻ thuұt gen ÿã ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ phân ÿoҥn DNA vô tính trong vұt chӫ nhiӉm khuҭn ÿӇ tìm nhanh các sҧn phҭm gen ÿһc hiӋu cho các nghiên cӭu sâu hѫn. Phân tӱ DNA tái tә hӧp cNJng ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ tҥo ra các sinh vұt biӃn ÿәi gen nhѭÿӝng vұt chuyӇn gen và ÿӝng vұt “khác thѭӡng” cNJng nhѭ thӵc vұt chuyӇn gen. Công nghӋ DNA tái tә hӧp ÿã có mӝt tác ÿӝng to lӟn ÿӕi vӟi y, sinh hӑc và thұm chí sӁ có ҧnh hѭӣng lӟn hѫn khi mà hiӋn ÿã có chuӛi nucleotide cӫa toàn bӝ bӝ gen ngѭӡi. Mѭӡi ngàn gen mà hiӋn nay chѭa biӃt chӭc năng sӁÿѭӧc nghiên cӭu bҵng công nghӋ DNA tái tә hӧp. LiӋu pháp gen có thӇ trӣ thành cách ÿiӅu trӏ thông thѭӡng cho mӝt sӕ bӋnh và nhӳng véc tѫ mӟi cho chuyӇn gen có khҧ năng ÿѭӧc sáng chӃ sӱ dөng kӻ thuұt di truyӅn hӑc. Ĉӗng thӡi, thӵc vұt chuyӇn gen tҥo thành bҵng công nghӋ DNA tái tә hӧp có thӇÿóng vai trò ngày càng quan trӑng trong nӅn nông nghiӋp hiӋn ÿҥi. Nhӳng cuӝc thӱ nghiӋm liên quan tӟi xây dӵng hay sӱ dөng sinh vұt chuyӇn gen nên ÿѭӧc kiӇm soát sau khi tiӃn hành ÿánh giá nguy cѫ an toàn sinh hӑc. Mҫm bӋnh và bҩt cӭ mӕi nguy hiӇm tiӅm tàng nào liên quan tӟi nhӳng sinh vұt ÿó có thӇ có ÿһc ÿiӇm chѭa ÿѭӧc xác ÿӏnh. Ĉһc tính cӫa cѫ thӇ cho, bҧn chҩt cӫa chuӛi DNA ÿѭӧc chuyӇn, ÿһc ÿiӇm cuҧ cѫ thӇ nhұn và ÿһc ÿiӇm cuҧ môi trѭӡng cNJng cҫn ÿѭӧc ÿánh giá. Nhӳng yӃu tӕ này giúp xác ÿӏnh mӭc ÿӝ an toàn sinh hӑc yêu cҫu ÿӇ thao tác cѫ thӇ biӃn ÿәi gen tҥo thành an toàn và xác ÿӏnh hӋ thӕng ngăn chһn vұt lý và sinh hӑc nên sӱ dөng. Ĉánh giá an toàn sinh hӑc ÿӕi vӟi các hӋ thӕng thӇ hiӋn sinh hӑc HӋ thӕng thӇ hiӋn sinh hӑc bao gӗm các véc tѫ và các tӃ bào vұt chӫ. Phҧi thoҧ mãn mӝt sӕ tiêu chuҭn ÿӇ có thӇ sӱ dөng chúng hiӋu quҧ và an toàn. Mӝt ví dө vӅ hӋ thӕng thӇ hiӋn sinh hӑc là plasmid pUC18. Thѭӡng sӱ dөng nhѭ mӝt véc tѫ x 104 x ÿѫn dòng kӃt hӧp vӟi các tӃ bào Escherichia coli K12, plasmid pUC18 ÿã ÿѭӧc giҧi trình tӵ gen hoàn toàn. Tҩt cҧ các gen ÿáp ӭng cho viӋc biӇu hiӋn ӣ các vi khuҭn khác ÿã ÿѭӧc loҥi bӓ khӓi tiӅn plasmid pBR322. E. coli K12 là mӝt chӫng không gây bӋnh và không thӇ tӗn tҥi trong ruӝt cӫa ngѭӡi và ÿӝng vұt khӓe mҥnh. Các thí nghiӋm kӻ thuұt gen thông thѭӡng có thӇ thӵc hiӋn an toàn trong E. coli K12/pUC18 ӣ mӭc ÿӝ An toàn sinh hӑc cҩp 1, cung cҩp thêm các sҧn phҭm biӇu hiӋn DNA ngoҥi lai không ÿòi hӓi các mӭc an toàn sinh hӑc cao hѫn. Ĉánh giá an toàn sinh hӑc ÿӕi vӟi các véc tѫ thӇ hiӋn Nhӳng cҩp ÿӝ an toàn sinh hӑc cao hѫn có thӇÿѭӧc yêu cҫu khi: 1. Sӵ biӇu hiӋn cӫa ÿoҥn DNA có nguӗn gӕc tӯ sinh vұt gây bӋnh có thӇ gia tăng ÿӝc tính cuҧ sinh vұt biӃn ÿәi gen. 2. Xác ÿӏnh nhӳng ÿoҥn DNA thêm vào không có ÿһc tính tӕt (nhѭ trong lúc chuҭn bӏ thѭ viӋn bӝ gen DNA tӯ các vi sinh vұt gây bӋnh). 3. Nhӳng sҧn phҭm gen có hoҥt tính dѭӧc lý tiӅm tàng. 4. Nhӳng sҧn phҭm gen mã hoá ÿӝc tӕ. Nhӳng véc tѫ vi rút cho chuyӇn gen Nhӳng véc tѫ vi rút nhѭ véc tѫ adenovirus sӱ dөng ÿӇ chuyӇn gen ÿӃn nhӳng tӃ bào khác. Nhӳng véc tѫÿó thiӃu mӝt sӕ gen sao bҧn vi rút và nhân lên trong nhӳng dòng tӃ bào có khiӃm khuyӃt ÿó. Sӵ lѭu giӳ nhӳng véc tѫÿó có thӇ nhiӉm nhӳng vi rút sao chép thành thҥo do nhӳng trѭӡng hӧp tái tә hӧp ngүu nhiên ít gһp khi các dòng tӃ bào nhân lên hoһc có thӇ do ÿiӅu kiӋn thiӃu tinh khiӃt sinh ra. Nhӳng véc tѫÿó nên thao tác ӣ cùng mӭc an toàn sinh hӑc vӟi adenovirus bӕ mҽ sinh ra chúng. Ĉӝng vұt chuyӇn gien và ÿӝng vұt "khác thѭӡng " Nhӳng ÿӝng vұt mang ÿһc ÿiӇm di truyӅn ngoҥi lai (ÿӝng vұt chuyӇn gen) nên thao tác trong nhӳng mӭc ÿӝ ngăn chһn phù hӧp vӟi ÿһc ÿiӇm cӫa sҧn phҭm cӫa gen ngoҥi lai. Nhӳng ÿӝng vұt ÿã loҥi bӓ có mөc ÿích nhӳng gen ÿһc trѭng (ÿӝng vұt lҥ) thѭӡng không bӝc lӝ nhӳng mӕi nguy sinh hӑc cө thӇ. Ví dө vӅÿӝng vұt chuyӇn gen gӗm có nhӳng ÿӝng vұt có thө quan ÿӕi vӟi nhӳng vi rút mà thông thѭӡng không thӇ gây nhiӉm cho ÿӝng vұt ÿó. NӃu nhӳng ÿӝng vұt chuyӇn gen ÿó thoát ra khӓi phòng thí nghiӋm và truyӅn thông tin di truyӅn ÿӃn quҫn thӇÿӝng vұt hoang dҥi thì vӅ mһt lý thuyӃt, mӝt nguӗn ÿӝng vұt vӟi vi rút ÿһc trѭng ÿó có thӇ phát sinh. Khҧ năng này ÿӕi vӟi poliovirus ÿã ÿѭӧc thҧo luұn và ÿһc biӋt liên quan trong hoàn cҧnh thanh toán bӋnh bҥi liӋt. Chuӝt chuyӇn gen biӇu hiӋn thө quan cӫa vi rút gây bӋnh bҥi liӋt ӣ ngѭӡi phát sinh tӯ nhӳng phòng thí nghiӋm khác nhau ÿã dӉ nhiӉm vi rút gây bӋnh bҥi liӋt bҵng nhiӅu con ÿѭӡng tiêm truyӅn khác nhau và x 105 x kӃt quҧ là bӋnh biӇu hiӋn vӅ cҧ phѭѫng diӋn lâm sàng và mô bӋnh hӑc giӕng vӟi bӋnh bҥi liӋt ӣ ngѭӡi. Tuy nhiên, kiӇu mүu cӫa chuӝt khác vӟi ngѭӡi ӣ chӛ sӵ sao chép bӝ máy tiêu hóa cӫa poliovirus lan truyӅn theo ÿѭӡng tiêu hóa thì hoһc không ÿҫy ÿӫ hoһc không xҧy ra. Vì thӃ rҩt khó có khҧ năng viӋc truyӅn thông tin di truyӅn tӯ chuӝt chuyӇn gen sang loài hoang dҥi tҥo ra mӝt nguӗn vұt chӫ mӟi ÿӕi vӟi poliovirus. Tuy nhiên ví dөÿó chӍ ra rҵng ÿӕi vӟi mӛi dòng mӟi cӫa ÿӝng vұt chuyӇn gen, cҫn tiӃn hành nhӳng nghiên cӭu sâu hѫn ÿӇ xác ÿӏnh nhӳng con ÿѭӡng mà ÿӝng vұt có thӇ bӏ nhiӉm, lѭӧng chҩt tiêm truyӅn cҫn có ÿӇ gây nhiӉm và quy mô phát tán cӫa vi rút bӣi ÿӝng vұt nhiӉm trùng. Thêm vào ÿó, tҩt cҧ biӋn pháp nên ÿѭӧc thӵc thi ÿӇ ÿҧm bҧo ngăn chһn chính xác chuӝt chuyӇn gen thө quan. Thӵc vұt chuyӇn gen Thӵc vұt chuyӇn gen thӇ hiӋn khҧ năng chӏu ÿӵng ÿѭӧc vӟi thuӕc diӋt cӓ hay kháng vӟi côn trùng là mӝt vҩn ÿӅ gây tranh luұn lӟn hiӋn nay ӣ nhiӅn nѫi trên thӃ giӟi. Các thҧo luұn tұp trung vào nhӳng chӫÿӅ an toàn thӵc phҭm cӫa nhӳng thӵc vұt ÿó và nhӳng hұu quҧ lâu dài vӅ sinh thái hӑc cӫa viӋc nuôi trӗng chúng. Nhӳng gen biӇu hiӋn ӣ thӵc vұt chuyӇn gen mà có nguӗn gӕc tӯÿӝng vұt hay ngѭӡi sӱ dөng ÿӇ phát triӇn các sҧn phҭm chӳa bӋnh và dinh dѭӥng. Ĉánh giá nguy cѫ cҫn xác ÿӏnh mӭc ÿӝ an toàn sinh hӑc thích hӧp cho sҧn xuҩt nhӳng thӵc vұt ÿó. Ĉánh giá nguy cѫÿӕi vӟi sinh vұt biӃn ÿәi gen Ĉánh giá nguy cѫÿӇ làm viӋc vӟi sinh vұt biӃn ÿәi gen cҫn quan tâm ÿӃn ÿһc ÿiӇm cӫa sinh vұt cho và sinh vұt nhұn. Ví dө vӅ nhӳng ÿһc ÿiӇm cҫn quan tâm gӗm có: Nguy hi͋m tr͹c ti͇p tͳ gen cho (sinh v̵t cho) ViӋc ÿánh giá là cҫn thiӃt trong trѭӡng hӧp sҧn phҭm cӫa gen cho ÿã biӃt rõ ÿһc tính sinh hӑc hay dѭӧc tính có thӇ làm tăng ÿӝc tính, ví dө nhѭ : 1. Ĉӝc tӕ 2. Cytokines 3. Hormones 4. Các yӃu tӕÿiӅu tiӃt biӇu hiӋn gen 5. Các yӃu tӕÿӝc tính hay tác nhân làm gia tăng ÿӝc tính. 6. Nhӳng ÿoҥn gen gây bӋnh ung thѭ 7. Khҧ năng kháng vӟi kháng sinh 8. Chҩt gây dӏӭng. ViӋc ÿánh giá nhӳng trѭӡng hӧp này cҫn bao gӗm ѭӟc tính mӭc ÿӝ biӇu thӏÿòi hӓi ÿӇ ÿҥt ÿѭӧc hoҥt tính sinh hӑc hay dѭӧc tính. x 106 x Nguy hi͋m liên quan tͣi c˯ th͋ nh̵n/v̵t chͯ 1. Tính nhҥy cҧm cӫa vұt chӫ 2. Tác nhân gây bênh cӫa dòng vұt chӫ, bao gӗm ÿӝc tính, tính lây nhiӉm và ÿӝc tӕ cӫa sҧn phҭm 3. Sӵ thay ÿәi cӫa loҥi vұt chӫ 4. Tình trҥng miӉn dӏch cӫa cѫ thӇ nhұn 5. Hұu quҧ cӫa phѫi nhiӉm Nguy hi͋m tͳ s͹ thay ÿ͝i cͯa nhͷng ÿ̿c ÿi͋m gây b͏nh ÿang t͛n t̩i NhiӅu sӵ thay ÿәi không liên quan ÿӃn nhӳng gen mà sҧn phҭm ÿѭӧc thҩy rõ là có hҥi, nhѭng nhiӅu ҧnh hѭӣng bҩt lӧi có thӇ gia tăng do sӵ thay ÿәi nhӳng ÿһc ÿiӇm gây bӋnh hoһc không gây bӋnh ÿã tӗn tҥi. Sӵ thay ÿәi cӫa nhӳng gen bình thѭӡng có thӇ thay ÿәi khҧ năng gây bӋnh. Trong nӛ lӵc ÿӇ xác ÿӏnh nhӳng mӕi nguy hiӇm tiӅm tàng ÿó, cҫn quan tâm ÿӃn nhӳng ÿiӇm sau (danh sách này không bao quát toàn bӝ). 1. Có hay không sӵ gia tăng tính lây nhiӉm hay khҧ năng gây bӋnh? 2. Có thӇ khҳc phөc mӑi ÿӝt biӃn bҩt lӵc bên trong cѫ thӇ nhұn nhѭ mӝt kӃt quҧ cӫa sӵ chèn gen ngoҥi lai? 3. Gen ngoҥi lai mã hóa mӝt yӃu tӕ quyӃt ÿӏnh khҧ năng gây bӋnh tӯ sinh vұt khác? 4. NӃu DNA ngoҥi lai có mӝt yӃu tӕ quyӃt ÿӏnh khҧ năng gây bӋnh, có ÿoán ÿѭӧc gen này có thӇ góp phҫn phát sinh bӋnh cӫa sinh vұt biӃn ÿәi gen ÿó không ? 5. Có sҹn cách xӱ lý không? 6. Tính nhҥy cҧm cӫa sinh vұt biӃn ÿәi gen ÿӕi vӟi kháng sinh hay nhӳng hình thӭc ÿiӅu trӏ khác sӁ bӏҧnh hѭӣng nhѭ là mӝt hұu quҧ cӫa biӃn ÿәi gen? 7. Có thӇ thӵc hiӋn ÿѭӧc viӋc thanh toán sinh vұt chuyӇn gen không? Các quan tâm khác Sӱ dөng nguyên vҽn ÿӝng vұt hoһc thӵc vұt cho mөc ÿích thӵc nghiӋm ÿӅu ÿòi hӓi phҧi thұn trӑng. Ngѭӡi nghiên cӭu phҧi tuân theo nhӳng qui ÿӏnh, giӟi hҥn và yêu cҫu khi làm viӋc vӟi nhӳng sinh vұt biӃn ÿәi gen ӣ các quӕc gia và cѫ quan sӣ tҥi. Các quӕc gia có thӇ có các cѫ quan chӭc năng xây dӵng nhӳng hѭӟng dүn vӅ làm viӋc vӟi sinh vұt biӃn ÿәi gen và có thӇ giúp ÿӥ các nhà khoa hӑc phân loҥi công viӋc ӣ cҩp an toàn sinh hӑc thích hӧp. Trong mӝt sӕ trѭӡng hӧp, sӵ phân loҥi có thӇ khác nhau giӳa các quӕc gia hoһc các quӕc gia có thӇ quyӃt ÿӏnh phân loҥi công viӋc ӣ mӝt mӭc thҩp hѫn hoһc cao hѫn khi sҹn có thông tin mӟi vӅ mӝt hӋ thӕng véc tѫ/vұt chӫÿһc biӋt. x 107 x Ĉánh giá nguy cѫ là mӝt quy trình năng ÿӝng liên quan ÿӃn nhӳng phát triӇn mӟi và sӵ tiӃn bӝ cӫa khoa hӑc. Thӵc hiӋn ÿánh giá nguy cѫ thích hӧp sӁÿҧm bҧo rҵng nhӳng lӧi ích cӫa kӻ thuұt DNA tái tә hӧp vүn có thӇӭng dөng cho nhân loҥi trong nhiӅu năm tӟi. ĈӇ biӃt thêm thông tin xem tài liӋu tham khҧo sӕ (17) và (46 - 48). x 108 x . x 101 x PHҪN V Giӟi thiӋu vӅ công nghӋ sinh hӑc x 102 x x 103 x 16. An toàn sinh hӑc và công nghӋ DNA tái tә hӧp Công nghӋ DNA tái tә hӧp liên quan. toàn sinh hӑc yêu cҫu ÿӇ thao tác cѫ thӇ biӃn ÿәi gen tҥo thành an toàn và xác ÿӏnh hӋ thӕng ngăn chһn vұt lý và sinh hӑc nên sӱ dөng. Ĉánh giá an toàn sinh