Công nghệ sinh học Công nghệ sinh học biến đổi gen với thực biến đổi gen với thực phẩm chức năng phẩm chức năng PGS. TS. Dương Thanh Liêm Bộ môn Dinh dưỡng Khoa Chăn nuôi – Thú y Trường Đại học Nông Lâm Công nghệ sinh học ứng dụng trên cây Công nghệ sinh học ứng dụng trên cây trồng để tạo ra thực phẩm chức năng trồng để tạo ra thực phẩm chức năng  Thực phẩm có chất Thực phẩm có chất dinh dưỡng chức năng dinh dưỡng chức năng cao hơn thực phẩm cao hơn thực phẩm truyền thống. truyền thống.  Tạo ra sản phẩm có khả Tạo ra sản phẩm có khả năng trao đổi chất tốt. năng trao đổi chất tốt.  Cây trồng có tác dụng Cây trồng có tác dụng như là một vaccine như là một vaccine phòng bệnh, phòng bệnh,  Cây trồng có kháng Cây trồng có kháng thể như là thuốc chữa thể như là thuốc chữa bệnh. bệnh. Trái dâu tây biến đổi gen đầu Trái dâu tây biến đổi gen đầu tiên ở Mỹ tiên ở Mỹ  Gọi chung cho biến đổi di truyên là “genetically Gọi chung cho biến đổi di truyên là “genetically modified organisms” (GMO). modified organisms” (GMO).  Bao gồm sự cài đặt vào DNA từ một loài nào đó Bao gồm sự cài đặt vào DNA từ một loài nào đó rất khác xa với đặt điểm loài nhận gen (ví dụ có rất khác xa với đặt điểm loài nhận gen (ví dụ có thể từ gen của động vật sang loài thực vật, điều thể từ gen của động vật sang loài thực vật, điều mà không thể xảy ra theo phưong pháp lai tạo mà không thể xảy ra theo phưong pháp lai tạo truyền thống). truyền thống). + Dâu tây kháng được Dâu tây kháng được giá lạnh, giàu omega-3 giá lạnh, giàu omega-3 = 4 5 DNA của cá hồi Bắc cực Dâu tây Sự tiến bộ kỹ thuật ở phía trước Sự tiến bộ kỹ thuật ở phía trước  http://www.organicconsumers.org/ge/meltdown.cfm Ngược lại, lúc bấy giờ ở châu Âu, họ không cho phép sử dụng thực phẩm biến đổi gen, từ đó họ cấm nhập khẩu giống cây trồng biến đổi gen từ Mỹ. Đây cũng là những hạn chế tốc độ nghiên cứu ứng dụng cây thực phẩm biến đổi di truyền GMO ở các nước châu Âu. http://scope.educ.washington.edu/gmfood/commentary/s how.php?author=Arntzen http://scope.educ.washington.edu/gmfood/commen tary/show.php?author=Arntzen Sự chống đối sản phẩm biến đổi gen không chỉ ở Mỹ mà trên thế giới cũng vậy đã ảnh hưởng đến nghiên cứu phát triển sản phẩm GMO. Năm 1993 FDA của Mỹ công khai tuyên bố rằng thực phẩm biến đổi gen không có nguy hiểm vốn có của nó (not inherently dangerous) đối với con người. Mỹ chấp nhận thực phẩm GMO bổ sung vào thực đơn hằng ngày của họ. Sự khác nhau giữa thực phẩm Sự khác nhau giữa thực phẩm chuyển gen & thực phẩm truyền thống chuyển gen & thực phẩm truyền thống Gen mong muốn Giống truyền thống Giống truyền thống DNA được chuyển vào gen kể cả gen tốt lẫn gen không mong muốn trong phương pháp lai truyền thống. Nguồn G.truyền thống Dòng thương phẩm Đời con lai Gene mong muốn X = (Lai tạo) (Chuyển cả gen tốt lẫn xấu) Giống biến đổi gen Giống biến đổi gen Công nghệ sinh học chỉ chuyển những gen mong muốn vào đời sau, không như phương pháp lai truyền thống. Gene mong muốn Dòng thương phẩm Đời con lai (Chuyển gen) = Gene mong muốn (Chỉ có gen tốt được chuyển sang) Đậu nành chuyển gen theo 2 hướng Đậu nành chuyển gen theo 2 hướng Tiện lợi trong trồng trọt – Có giá trị phòng bệnh Tiện lợi trong trồng trọt – Có giá trị phòng bệnh u nành khángĐậ thu c di t cố ệ ỏ Giàu Omega-3 u nànhĐậ Hai m c tiêu chuy n genụ ể t o gi ng u nànhđể ạ ố đậ ti n d ng cho s n xu t và tiêu thệ ụ ả ấ ụ RR Gene từ Bacterium O-3 gene từ cá Mô tả đặc tính của đậu nành chuyển Mô tả đặc tính của đậu nành chuyển gene kháng thuốc diệt cỏ, giàu Omega-3 gene kháng thuốc diệt cỏ, giàu Omega-3 Đặc trưng giống Đặc trưng giống RRS RRS O3S O3S • • Dùng trong thức ăn, nguyên tiệu Dùng trong thức ăn, nguyên tiệu X X X X • • Từ giống thực vật truyền thống. Từ giống thực vật truyền thống. X X X X • • Năng lượng thô GE Năng lượng thô GE X X X X • • Mô tả ứng dụng đặc biệt Mô tả ứng dụng đặc biệt RRS RRS O3S O3S • • Nguồn gen chuyển vào từ Nguồn gen chuyển vào từ Vi khuẩn Vi khuẩn Cá Cá • • Hiệu quả trang trại và thực phẩm Hiệu quả trang trại và thực phẩm * * ** ** • • Sự giám sát của nhà nước, Liên ban Sự giám sát của nhà nước, Liên ban X X X X • • FDA thừa nhận FDA thừa nhận X X X X Cà chua biến đổi gen Cà chua biến đổi gen Flavr Savr Flavr Savr ® ® Tomatoes Tomatoes  http://www.essentialbiosafety.info/dbase.php?action=Show Prod&data=FLAVR+SAVR http://scope.educ.washington.edu/gmfood/com mentary/show.php?author=Arntzen http://scope.educ.washington.edu/gmfood/ Giống cà chua biến đổi gen đã được FDA chấp thuận và được thương mại hóa từ năm 1994. Tên thương mại giống cà chua này là “Flavr Savr® tomato”. Trong cà chua có gen được copy nhiều lần để tổng hợp ra enzyme polygalacturonase (PG), enzyme này phân giải pectin làm cho quả chín trở nên mềm nhũn mau hư, khó bảo quản. Bằng kỹ thuật di truyền, người ta loại trừ gen này ra, quả chín có thể kéo dài, bảo quản quả cà chua được tốt hơn, lâu hơn. Ngoài ra người ta còn cải thiện màu của cà chua đỏ hơn, giàu lycopene hơn, tạo được độ đồng đều và chín cùng lúc, rất tiện cho cơ giới hóathu hoạch và chuyên chở. Gene kháng lại kháng sinh kanamycin cũng có trong giống cà chua này làm cho quả cà chua chín sớm, chín đồng đều hơn. Giống cà chua chuyển gen Giống cà chua chuyển gen http://dragon.zoo.utoronto.ca/~jlm-gm f/T0501D/results_index.html http://news.bbc.co.uk/1/hi/health/769507.stm http://www.essentialbiosafety.info/dbase.ph p?action=ShowProd&data=FLAVR+SAVR Có một số câu hỏi về an toàn thực phẩm của giống cà chua này. FDA đã thử nghiệm và chấp nhận là giống cà chu này không tổng hợp ra protein gây dị ứng, nó được tiêu hóa nhanh trong dạ dày, ruột. Thực ra, không thể đoán trước được nguy cơ về sức khỏe cho người tiêu thụ với giống cà chua GMO, mà phải chờ một thời gian lâu hơn mới kết luận chính xác được. Giống cà chua GMO này có thể làm tăng hàm lượng lycopene và beta-carotene, nếu được nhận gen điều khiển tổng hợp chất này cao. Nó có những ưu điểm hơn về mùi, vị và khả năng chống nấm gây bệnh tấn công. Giống cà chua GMO này đã đưa ra mua bán trên thị trường từ năm 1997, do công ty Monsanto sản xuất ra. GM tomatoes 'fight cancer' Tiêu thụ Cà chua Flavr Savr Cà chua truyền thống Cà chua Flavr Savr chín trên cây như cây nho – Mùi hấp dẫn. Nó được sửa đổi gen rất tiện lợi cho thu hoạch bảo quản. Cà chua truyền thống lúc còn trên cây có màu xanh. Lúc chín rục rất nhanh, Rất khó khăn cho thu hoạch và bảo quản. Lúc gần chín vẫn có màu đỏ. Chín rục rất nhanh, mau hư. Cà chu truyền thống sắp chín vẫn còn xanh. Khi chín đỏ rất nhanh hư và thối rửa. Flavr Savr is modified tomato for suiting modern productions and distributions. Credit: Owen Koo http://resources.emb.gov.hk/envir-ed/globalissue/PowerPoint/2.4.10 gmfood_powerpoint_e_v2(2001-9-22).ppt [...]... không?!? Sự tiêu thụ thực vật rất khác biệt về số lượng Vậy khi ăn vaccine thực vật với liều lượng khác nhau nhiều, liệu tác dụng chức năng vaccine sẽ như thế nào so với phương pháp chủng vaccine truyền thống đúng theo liều chỉ dẫn Phương pháp nào sản sinh kháng thể tốt hơn? Thực vật chuyển gen như là nguồn vaccin để chống lại bệnh nhiệt thán (Anthrax) Thực vật họ thuốc lá được sinh sản vô tính để sản... khăn và nóng rát dạ dày, thiểu năng tuyến tụy, giảm hàm lượng enzym pancreatin tiết ra Thực phẩm Vaccine • Đầu năm 1990 các nhà khoa học đề nghị bằng con đường công nghệ sinh học có thể sản xuất cà chua, chuối, khoai tây mang theo những loại vaccine phòng bệnh cho con người khi tiêu thụ chúng qua đường miệng • Phương pháp chào hàng đơn giản nhất là phân phát các loại thực phẩm vaccine này cho các nước... Vaccin thực vật Vaccine thực vật sẵn sàng được sử dụng như là thực phẩm thuốc hoặc làm nguyên liệu cho ngành dược bào chế vaccin tinh khiết Vaccine thực vật không thể gây bệnh cho vật chủ là con người hay động vật được Vì vậy nó là loại vaccine không gây nguy hiểm gì cho vật chủ nếu như có rơi đổ ra môi trường, bởi vì nó không biến đổi thành mầm bệnh được Thực vật là cơ thể sống, nó cũng biến đổi, vậy... http://www.dep.com.vn/modules.php?name=News&file=article&sid=692 Đu đủ là thực phẩm chứa nhiều carotenoid, có chứa khoảng 7,2mg trong một quả Đu đủ còn được đánh giá cao trên lĩnh vực thực phẩm chức năng nhờ các enzym như papain, có tác dụng giống như các enzym do dạ dày tiết ra nên rất cần thiết cho việc tiêu hóa thực phẩm Trong y học cổ truyền Nam Mỹ, đu đủ được đánh giá có hiệu lực trị bệnh tiểu đường, hen suyễn và chống ký sinh trùng đường ruột,... cần phải có một thực tiển ứng dụng để chứng minh Thực vật sản xuất vaccine ăn được có thể tăng trưởng nhanh trong các nước Thế giới thứ ba, bởi sự sản xuất rất đơn giản của nó Thực vật sinh trưởng tạo ra antigen giá thành thấp hơn rất nhiều so với sản xuất vaccine truyền thống từ nuôi cấy vi khuẩn hoặc virus Advantages Sản phẩm nông nghiệp này có thể chuyên chở đi khắp nơi trên thế giới với gá thành... Beyer ở Đức sáng tạo ra và công bố vào năm 2000 http://cls.casa.colostate.edu/TransgenicCrop s/hotrice.html Chuyển gene vi khuẩn vào thực vật http://cls.casa.colostate.edu/TransgenicCrops/animation.html Hợp chất tiền khởi có trong hạt gạo truyền thống là hợp chất geranylgeranyl diphosphate (GGDP) hay geranylgeranyl-P-P (GGPP) Từ đây sẽ được các enzyme trong hạt gạo biến đổi gen (GM) tổng hợp tiếp thành... để theo dõi khả năng phòng bệnh của nó • Những nghiên cứu đó đã giới thiệu loại vaccine qua đường miệng do thực vật sản xuất ra, nó làm tăng lượng kháng thể trên chuột thí nghiệm • Khoai tây có chứa loại vaccine virus viêm gan B (Hepatitis B vaccine) đã tạo được kháng thể trên người Thực phẩm Vaccine (tt) Những khái niệm về thực phẩm vaccine hình thành, người ta yêu cầu loại thực phẩm từ cây trồng... phân tích kháng thể sinh ra khi phản ứng với antigen  Hiệu lực chức năng được xác minh bằng đánh giá độc lực của nó Sản xuất Kháng thể thực vật Plantibodies - Thực vật có thể được sử dụng để sản xuất kháng thể đơn dòng (monoclonal antibodies) dùng trong trị bệnh - Thuốc lá, bắp, khoai tây, đậu nành, cỏ alfalfa, gạo cũng là đối tượng nghiên cứu để sản xuất kháng thể - Những sản phẩm kháng thể trên,... bào cá Xác định gene Sao chép DNA Cá Cà chua Trứng cá loại bỏ nhân Credit: Owen Koo Cá cà chua, vừa giàu Omega3 vừa giàu Lycopene Nghiên cứu chuyển gen tạo ra giống lúa hạt gạo vàng giàu caroten Lúa cho hạt gạo vàng giàu caroten được tạo ra từ giống lúa truyền thống được chuyển thêm 2 gen: 1 gen của cây thủy tiên hoa vàng và 1 gen của vi khuẩn Erwinia uredovora Công trình này do GS Ingo Potrykus, người...Sản phẩm đầu tiên – Cà chua Flav’r Sav’r trên thị trường Mỹ Cà chua chuyển gen ở Mỹ  Thực phẩm chuyển gen GM, cà chua FLAVR SAVRTM được tiêu thụ ở Mỹ năm 1994  Tốc độ chín rục rất chậm  Có thân dây leo như cây nho  Mùi vị rất thơm ngon Cho đến nay chưa thấy có vấn đề gì có hại cho sức khỏe với giống cà chua này Flavr Savr Tomato developed by Calgene (Sources: http://www.ca.uky.edu/agripedia/glossary/flavr.htm) . Công nghệ sinh học Công nghệ sinh học biến đổi gen với thực biến đổi gen với thực phẩm chức năng phẩm chức năng PGS. TS. Dương Thanh Liêm Bộ môn Dinh. Đại học Nông Lâm Công nghệ sinh học ứng dụng trên cây Công nghệ sinh học ứng dụng trên cây trồng để tạo ra thực phẩm chức năng trồng để tạo ra thực phẩm chức năng  Thực phẩm có chất Thực phẩm. dưỡng chức năng dinh dưỡng chức năng cao hơn thực phẩm cao hơn thực phẩm truyền thống. truyền thống.  Tạo ra sản phẩm có khả Tạo ra sản phẩm có khả năng trao đổi chất tốt. năng trao đổi