Bài giảng Động vật chuyển gen

Bài giảng Động vật chuyển gen sau đây cung cấp cho các bạn những kiến thức về khái niệm động vật chuyển gen; các bước cơ bản tạo động vật chuyển gen; chuyển gen vào động vật; kiểm tra kết quả chuyển gen; tạo dòng động vật chuyển gen; ứng dụng của động vật chuyển gen; nhận thức về động vật chuyển gen.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Động vật chuyển gen ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HCM PTN. TẾ BÀO GỐC ĐỘNG VẬTCHUYỂN GEN ThS. Phạm Lê Bửu Trúc Email: plbtruc@hcmus.edu.vn NỘI DUNGKHÁI NIỆM ĐỘNG VẬT CHUYỂN GENCÁC BƯỚC CƠ BẢN TẠO ĐỘNG VẬT CHUYỂN GENCHUYỂN GEN VÀO ĐỘNG VẬTKIỂM TRA KẾT QUẢ CHUYỂN GENTẠO DÒNG ĐỘNG VẬT CHUYỂN GENỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG VẬT CHUYỂN GENNHẬN THỨC VỀ ĐỘNG VẬT CHUYỂN GENKHÁI NIỆM ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN GMP GMO GMAÐộng vật chuyển gen là động vật có gen ngoại lai (gen chuyển) xen vào trong DNAgenome của nó. Gen ngoại lai này phải được truyền lại cho tất cả mọi tế bào, kể cả cáctế bào mầm. Việc chuyển gen ngoại lai vào động vật chỉ thành công khi các gen này ditruyền lại cho thế hệ sau. Gen chuyển (transgene) là gen ngoại lai được chuyển từ một cơ thể sang một cơ thể mới bằng kỹ thuật di truyềnMc Grath và Solter,1983Chuyển nhân nguyên từ một phôi vào tế bào trứng chưa thụ tinh của mộtdòng nhận khác một cách trực tiếpStuhmann, 1984Phát triển kỹ thuật sử dụng retrovirus làm vector cho các đoạn DNA ngoại laiGrossler,1986Chuyển gen bằng cách sử dụng tế bào gốc phôiLavitrano, 1989Chuyển gen trực tiếp vào tinh trùng kết hợp với thụ tinh in-vitroCÁC BƯỚC CƠ BẢN TẠO ĐỘNG VẬT CHUYỂN GENCHUYỂN GEN VÀO ĐỘNG VẬT Tách chiết, phân lập gen mong muốn Gen chuyển có nguồn gốc từ genome Từ mRNA Từ sản phẩm protein có thể thiết kế cặp mồi (primer) để dò tìm đoạn gen mong muốn Tạo tổ hợp gen chuyển biểu hiện trong tế bào động vậtÐể tạo tổ hợp gen chuyển biểu hiện trong tế bào động vật, các vùng chức năng khácnhau của gen có nguồn gốc từ các loài khác nhau có thể được kết hợp lại với nhautrong ống nghiệm bằng cách sử dụng enzyme hạn chế và ligase. Tất cả các thànhphần của gen có thể được tách chiết và tái tổ hợp để tạo thành một cấu trúc genchuyển biểu hiện ATG 5’ 3’polylinker polylinkerCHUYỂN GEN VÀO ĐỘNG VẬTTạo cơ sở vật liệu biến nạp gen Giai đoạn biến nạp gen thích hợp nhất là trứng ở giai đoạn tiền nhân (pronucleus) Ở giai đoạn này tổ hợp gen lạ có cơ hội xâm nhập vào genome của động vật nhờ sự tái tổ hợp DNA của tinh trùng và của trứng Tế bào phôi chưa phân chia và phân hoá nên tổ hợp gen lạ được biến nạp vào giai đoạn này sẽ có mặt ở tất cả các tế bào kể cả tế bào sinh sản của động vật Sử dụng kích dục tố theo chương trình Thụ tinh nhân tạo để tạo ra trứng tiền nhânCHUYỂN GEN VÀO ĐỘNG VẬTPhương pháp chuyển gen vào động vậtPhương pháp vi tiêmNguyên tắcmột lượng nhỏ DNA được tiêm trực tiếp vào nhân tế bào phôi trần hoặc tế bàonguyên vẹn một cách cơ học dưới kính hiển vi Đánh giáđưa gen vào đúng vị trí mong muốn ở từng tế bào với hiệu quả tương đối caođòi hỏi phải tinh vi, tỉ mỉ và cực kỳ chính xác nên hạn chế số lượng tế bào vi tiêmcó thể làm tổn thương đến tế bào phôi do tác nhân cơ học gây ra khi tiến hành vi tiêmsự xâm nhập của gen chuyển vào DNA tế bào vật chủ là một quá trình ngẫu nhiênvà xác suất để gen chuyển xen vào vị trí DNA vật chủ mà sẽ cho phép nó biểu hiệnlà thấp. Hiệu quả của vi tiêm là không caoCHUYỂN GEN VÀO ĐỘNG VẬTPhương pháp chuyển gen vào động vậtPhương pháp vi tiêmsự xâm nhập của gen chuyển vào DNA tế bào vật chủ là một quá trình ngẫu nhiênvà xác suất để gen chuyển xen vào vị trí DNA vật chủ mà sẽ cho phép nó biểu hiệnlà thấp. Hiệu quả của vi tiêm là không cao Số lượng trứng được Số lượng con sinh ra Số lượng con chuyểnLoài động vật vi tiêm từ trứng vi tiêm genThỏ 1907 218 (11,4%) 28 (1,5%)Cừu 1032 73 (7,1%) 1(0,1%)Lợn 2035 192 (9,4%) 20 (1%)Clip 1. microinjectionCHUYỂN GEN VÀO ĐỘNG VẬTPhương pháp chuyển gen vào động vậtChuyển gen nhờ vector virus Nguyên tắcBất kỳ loại virus nào cũng có thể được sử dụng làm vector để chuyển vật liệu ditruyền vào trong tế bào Ðể sử dụng làm vector, các phần khác nhau của genome virus được thay thế bằng gen cấu trúc quan tâm. Virus có thể được sử dụng để lây nhiễm vào tế bào giai đoạn sớm của phôi trước khi được chuyển ghép vào con mẹ. Gen chuyển với vector retrovirus xâm nhập một cách hiệu quả vào hệ gen của vật chủ nhưng virus sử dụng phải là virus an toàn, không gây bệnh.CHUYỂN GEN VÀO ĐỘNG VẬTPhương pháp chuyển gen vào động vậtChuyển gen nhờ vector virusĐánh giáhiệu quả biến nạp cao, thao tác đơn giản, sự xâm nhiễm có thể được thực hiệnbằng cách ủ phôi đã loại bỏ màng trong với thể virusgen cấu trúc gắn vào vector virus sẽ sử dụng promoter của virus, các promoter nàythường có hoạt tính cao do đó gen cấu trúc này sẽ được biểu ...