1) Vi khuẩn ban đầu bị kháng sinh tiêu diệt, do không có gen chống thuốc.
2) Tạo ra plasmit có gen chống thuốc in vitro (đường cong đỏ trong vòng tròn nhỏ), rồi đưa vào tế bào vi khuẩn ban đầu; plasmit này trở thành một phần của bộ gen vi khuẩn nhận.
3) Vi khuẩn biến đổi gen đã nhận gen chống thuốc.
4) Phân lập trong môi trường có kháng sinh, rồi nuôi cấy hàng loạt.Sơ đồ diễn đạt cách chuyển gen qua biến nạp ) Vi khuẩn khởi đầu bị kháng sinh tàn phá, do không có gen chống thuốc. ) Tạo ra plasmit có gen chống thuốc in vitro ( đường cong đỏ trong vòng tròn nhỏ ), rồi đưa vào tế bào vi trùng bắt đầu ; plasmit này trở thành một phần của bộ gen vi trùng nhận. ) Vi khuẩn biến đổi gen đã nhận gen chống thuốc. ) Phân lập trong môi trường tự nhiên có kháng sinh, rồi nuôi cấy hàng loạt .
Chuyển gen là quá trình đưa vật chất di truyền (DNA hoặc RNA) ngoại lai từ tế bào này vào tế bào khác.[1][2] Vật chất di truyền này thường là DNA, nhưng có thể là RNA, dưới đây gọi chung là gen.
“Chuyển gen” là thuật ngữ thuộc lĩnh vực di truyền học phân tử, ở tiếng Anh gọi là gene delivery, dùng để chỉ quá trình chuyển gen do con người tiến hành (nhân tạo) để nghiên cứu trong di truyền học, áp dụng ở kỹ thuật di truyền, liệu pháp gen. Tế bào cung cấp gen ngoại lai được gọi là tế bào cho (donor), còn tế bào cần có gen ngoại lai gọi là tế bào nhận (recipient) cũng gọi là tế bào chủ (host) hay tế bào đích.[3][4]
- Một trong những đóng góp cơ bản đầu tiên là của Wacław Szybalski gợi ý cho liệu pháp gen và liệu pháp miễn dịch trên bài báo đăng ở PNAS năm 1962, đã báo cáo lần “sửa” gen thành công đầu tiên ở tế bào của thú.[10] Sau đó, đến năm 1968 thì Rogers & Pfuderer chứng minh bằng chứng chuyển gen qua trung gian là virut. Ít lâu sau, đã có nhiều thử nghiệm về chuyển gen, trong đó có hơn 1700 thử nghiệm lâm sàng được phê duyệt về liệu pháp gen.[11]
- Đầu những năm 1980, Steven A. Rosenberg đã tiến hành chuyển gen chính thức đầu tiên được chấp thuận vào người. Các vectơ dùng virut xuất hiện vào thời gian này được xem là một công cụ chuyển gen có nhiều ưu điểm. Năm 1983, Siegel đã mô tả việc sử dụng các vectơ virus trong chuyển gen ở thực vật.[12] Năm 1984 loại virus đầu tiên được sử dụng làm vec tơ vắc-xin là virus vaccinia để giúp tinh tinh chống viêm gan B.[13][14]
- Công trình tiên phong của Stanley Cohen và Herbert Boyer, những người đã phát minh ra kỹ thuật nhân bản DNA, báo hiệu sự ra đời của kỹ thuật di truyền, cho phép các gen chuyển giữa các loài sinh học khác nhau một cách dễ dàng. Khám phá của họ đã dẫn đến sự phát triển của một số protein tái tổ hợp dùng điều trị cho người như insulin và hoocmôn tăng trưởng. Năm 1978, gen mã hóa insulin của người đã được nhân bản rồi chuyển vào trực khuẩn lỵ. Phương thức chuyển gen này thực hiện nhờ biến nạp (hình 1), từ đó sản xuất ra humulin (xem hình) là loại dược phẩm được cấp phép đầu tiên được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp, được phát triển bởi Genentech và đã được Eli Lilly bán rộng rãi trên thị trường.[15] Nhờ đó, tỉ lệ sống sót của những người bệnh tiểu đường tăng cao.
Phương thức chuyển gen[sửa|sửa mã nguồn]
Hiên nay có nhiều phương thức để chuyển gen cần vào tế bào nhận.
Phương thức hoá học và lý học[sửa|sửa mã nguồn]
Trong cách làm này, gen cần chuyển được chứa ( tích hợp ) và cấu trúc gọi là DNA tái tổng hợp, sau đó, người ta dùng những hoá chất nhất định để tạo điều kiện kèm theo thuận tiện cho DNA tái tổng hợp này xâm nhập vào đích. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] Để đạt mục tiêu này, hiện có nhiều chiêu thức kỹ thuật khác nhau .
1 ) Gây sốc nhiệt[sửa|sửa mã nguồn]
Đây là một trong những giải pháp đơn thuần nhất. Các tế bào nhận được ủ trong dung dịch chứa calci chloride ( hoặc những cations hóa trị hai ) lạnh. Calci chloride ” khoan ” màng tế bào, tạo ra những điểm được cho phép DNA tái tổng hợp xâm nhập vào. Rồi xung nhiệt ( nóng bất ngờ đột ngột ) ” đẩy ” nó phải xâm nhập vào hẳn tế bào qua những ” lỗ ” đã khoan .
2 ) Dùng calci phôtphat[sửa|sửa mã nguồn]
Cũng là một phương pháp đơn giản, sử dụng calci phosphat liên kết DNA tái tổ hợp rồi để phức hợp này xâm nhập vào các tế bào đích như một kiểu phơi nhiễm.[19]
3 ) Dùng lipôxôm và pôlyme[sửa|sửa mã nguồn]
Dùng liposomes và polymers làm vectơ. [ 16 ] Lipoxom tích điện dương link chặt với DNA điện âm, còn pôlyme được phong cách thiết kế để tương tác với DNA tái tổng hợp, từ đó tạo thành những phức tạp lipoplexes và polyplexes tương ứng, sau đó những tế bào đích sẽ thu nhận. [ 20 ] [ 21 ]
Cũng đã sử dụng những hạt nano ( vô cơ hoặc hữu cơ ) được phong cách thiết kế thành vectơ để chuyển gen. [ 22 ] [ 23 ]Ở Nước Ta, một số ít giải pháp trên đã được gọi chung là phương pháp biến nạp. [ 24 ]
Chuyển gen nhờ virut[sửa|sửa mã nguồn]
DNA cần ( ngoại lai ) được tải nạp vào trong tế bào nhận nhờ vectơ thuộc loại DNA adenovirus
Lợi dung khả năng virut có thể tự “tiêm” DNA của nó vào trong tế bào chủ (hình 3), người ta đã tạo DNA tái tổ hợp gồm gen cần đã kết hợp với DNA của virut rồi “đóng gói” vào vỏ của nó. Nó sẽ tự xâm nhập vào tế bào nhận thích hợp (là vật chủ của nó) đem theo gen cần. Phương pháp này có hiệu quả rất cao.[18][25][26] Khi thực hiện quá trình xâm nhập này hộ con người, virut đã sử dụng khả năng tải nạp của nó, nên phương pháp này đã được gọi là chuyển gen nhờ tải nạp.[24]
Trong phương pháp sử dụng virut, bắt buộc phải điều tra và nghiên cứu rất cẩn trọng nhằm mục đích vô hiệu những gen gây hại của virut gây chết tế bào nhận thường nằm trong một khung hình có tế bào nhận, thậm chí còn tạo ra rủi ro tiềm ẩn bùng phát dịch rất nguy hại .
Đọc đủ hơn[sửa|sửa mã nguồn]
- Segura T, Shea LD (2001). “Materials for non-viral gene delivery”. Annual Review of Materials Research. 31: 25–46. doi:10.1146/annurev.matsci.31.1.25.
- Luo D, Saltzman WM (tháng 1 năm 2000). “Synthetic DNA delivery systems”. Nature Biotechnology. 18 (1): 33–7. doi:10.1038/71889. PMID 10625387.
- https://voer.edu.vn/m/cac-phuong-phap-chuyen-gen/993889db Lưu trữ 2020-01-02 tại Wayback Machine
Nguồn trích dẫn[sửa|sửa mã nguồn]
