TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM Khoa Công Nghệ Sinh Học TÀI LIỆU NHÂN BẢN VÔ TÍNH Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học Mục lục TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM 1 Mục lục 2 1. MỞ ĐẦU 3 2. NỘI DUNG 4 2.1. Giới thiệu chung 4 2.1.1. Một số khái niệm (1) 4 2.1.2. Kỹ thuật nhân bản động vật vô tính (1) 4 2.1.3. Ý nghĩa của nhân bản vô tính ở động vật 6 1. Về mặt khoa học: nó cung cấp một công cụ vô giá tìm hiểu nhiều vấn đề cơ bản của sinh học phát triển 6 2. Đối với y học: tạo nhiều động vật chuyển gen dùng trong thí nghiệm, thử nghiệm thuốc, sản xuất nhiều động vật chuyễn gen để sản xuất protein, sản xuất mô để ghép vào cơ thể người sau đây là một vài ví dụ 6 3. Đối với chăn nuôi: tạo ra nhiều vật nuôi đã chuyển gen phẩm chất tốt, năng suất cao ổn định, sức chống chịu tốt cho người chăn nuôi 6 4. Việc tiến hành nhân bản người sẽ cho phép những cặp vợ chồng vô sinh có thể có con đẻ của mình chứ không phải con từ những trứng hoặc tinh trùng của một người xa lạ. Những đứa trẻ sinh ra sẽ là một sản phẩm tái tạo hoàn hảo từ hình ảnh của người bố hoặc người mẹ, tuỳ theo gene được chọn nhân bản 6 5. Các chuyên gia cho rằng nhân bản đã mở ra một con đường mới để bảo tồn các giống loài quý hiếm bảo vệ đa dạng sinh học trên thế giới 7 2.2. Những thành tựu của động vật nhân bản vô tính 7 2.2.1. Trên thế giới 7 2.2.2. Thành tựu nhân bản vô tính ở Việt Nam (5) 11 2.3. Các vấn đề còn tồn tại của động vật nhân bản vô tính (1) 11 1. Về mặt đạo đức: 11 2. Về mặt khoa học: 12 3. KẾT LUẬN 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 Nhóm 2 Lớp 10k 2 2 Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học 1. MỞ ĐẦU Nhân bản vô tính là một phần trong lĩnh vực công nghệ sinh học hiện đại. Nó ra đời cuối thế kỹ XX nhưng phát triển rất nhanh. Đến nay đã đạt được nhiều thành tự to lớn, hứa hẹn một tương lai về ứng dụng ngành công nghệ này vào y học, chăn nuôi, nghiên cứu cơ bản và kể cả tạo ra những con người nhân bản phục vụ cho sự phát triển của loài người. Bên cạnh những thành công và triển vọng, nhân bản vô tính còn có nhiều vấn đề thách thức với loài người như trình độ khoa học còn hạn chế, sự phản đối của xã hội và những vấn đề tiềm ẩn đáng sợ trong sinh vật nhân bản nói chung và con người nhân bản nói riêng. Nhằm tìm hiểu sâu hơn những vấn đề liên quan đến nhân bản vô tính phục vụ cho học tập và mở rộng hiểu biết về công nghệ sinh học hiện nay tôi đã chọn đề tài: "Những thành tựu và các vấn đề còn tồn tại của động vật nhân bản vô tính." Trong thời gian có hạn đề tài chắc có nhiều thiếu sót rất mong cô giáo và các bạn góp ý kiến. Nhóm 2 Lớp 10k 3 3 Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học 2. NỘI DUNG 2.1. Giới thiệu chung. 2.1.1. Một số khái niệm (1). Nhân bản vô tính (hay còn gọi là tạo dòng vô tính) là quá trình tạo ra một một tập hợp các cơ thể giống hệt nhau về mặt di truyền và giống bố (hoặc mẹ) ban đầu bằng phương thức sinh sản vô tính. Sinh sản vô tính là sự sinh sản không kèm theo tái tổ hợp di truyền, được thực hiện theo cơ chế phân bào mitose, trong đó genome được tái bản nguyên vẹn. Sinh sản hữu tính là hình thức sinh sản phổ biến ở các sinh vật bậc cao. Trong khi đó sinh sản vô tính chỉ tồn tại ở những cơ thể có cấu trúc tương đối đơn giản và thấy nhiều ở thực vật (thực vật cũng có hình thức sinh sản hữu tính). Ở động vật bậc cao sinh sản vô tính chỉ tồn tại ở giai đoạn phát triển sớm hoặc dưới hình thức biến dạng của sinh sản hữu tính như hình thức đơn tính sinh. 2.1.2. Kỹ thuật nhân bản động vật vô tính (1). * Nguyên tắc chung: - Tế bào động vật có tính toàn năng nhờ đó từ tế bào xoma cũng có thể tạo nên một cơ thể hoàn chỉnh đồng thời tế bào động vật (tách từ mô) có thể được nuôi cấy trên các loại môi trường dinh dưỡng tổng hợp bên ngoài cơ thể, chúng sinh trưởng bằng cách tăng số lượng và kích thước tế bào. - Tế bào động vật từ một tế bào trưởng thành cũng có thể quay trở lại trạng thái bào thai để rồi phát triển thành cơ thể mới. - Mọi tế bào của một cơ thể đa bào đều xuất từ một tế bào hợp tử ban đầu qua phân bào nguyên nhiễm, do đó nhân của chúng hoàn toàn giống hệt nhau về mặt di truyền. * Quy trình nhân bản: 1. Quy trình 1: Trong quy trình này gồm có một động vật cho tế bào và một động vật khác cho trứng. Quy trình được tiến hành như sau (2): Nhóm 2 Lớp 10k 4 4 Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học - Lấy 1 trứng trong noãn bào của một cá thể giống cái. - Rút bỏ nhân của trứng. - Lấy nhân của một cá thể khác đưa vào trứng đã loại nhân. - Dùng điện năng hoặc hóa chất kích thích trứng hoạt động → tạo ra 1 phôi. - Phôi được đưa vào môi trường sinh học đặc biệt để có thể phát triển thành 1 thai hoàn chỉnh. 2. Quy trình 2: Trong quy trình này chỉ cần 1 động vật. Quy trình này ra đời từ năm 2001 sau khi ACT một công ty của Mỹ công bố một thành tựu bước ngoặt thứ hai: Theo đó, họ đã kích thích một tế bào trứng tự trở thành một phôi sớm mà không qua bất cứ quá trình thụ tinh nào, cũng không cần bất cứ vật liệu di truyền nào từ bên ngoài. Phôi này dùng lấy tế bào gốc hoặc cấy vào tử cung con cái để cho ra sinh vật nhân bản. Xem sơ đồ sau. Hình 1: Quy trình nhân bản vô tính động vật 2. * Cơ sở khoa học của quy trình này: Thông thường, khi một tinh trùng có bộ NST (n) kết hợp với một trứngcó bộ NST (n) và bộ gene của chúng lồng với nhau, phôi mới sẽ hình thành có bộ NST (2n) và phát triển. Để tránh việc phôi có hai bộ NST (4n) sau thụ thai, tạo hóa đã khiến cho trứng và tinh trùng khi trưởng thành chỉ luôn có một nửa bộ gene (sau sự giảm phân - giảm một nửa nhiễm sắc thể - của tế bào sinh dục). Tuy nhiên, trong quá trình trưởng thành, trứng giảm phân tương đối muộn hơn. Nhóm 2 Lớp 10k 5 5 Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học 2.1.3. Ý nghĩa của nhân bản vô tính ở động vật. 1. Về mặt khoa học: nó cung cấp một công cụ vô giá tìm hiểu nhiều vấn đề cơ bản của sinh học phát triển. 2. Đối với y học: tạo nhiều động vật chuyển gen dùng trong thí nghiệm, thử nghiệm thuốc, sản xuất nhiều động vật chuyễn gen để sản xuất protein, sản xuất mô để ghép vào cơ thể người sau đây là một vài ví dụ. Nhân bản vô tính tạo phôi người, nuôi phôi người để lấy tế bào gốc. Tế bào gốc là các tế bào còn non, có thể phân hoá thành nhiều loại tế bào khác nhau như tế bào máu, tế bào não và tế bào xương. Chúng giúp điều trị một loạt các chứng bệnh như Alzheimer, đái đường, ung thư, máu trắng, Parkinson, viêm gan B hay đột quỵ. Sử dụng tế bào gốc của phôi người để nghiên cứu các phương pháp điều trị bệnh mới. Đây có lẽ sẽ là bước ngoặt lớn trong lịch sử y học thế giới. Theo các nhà khoa học, việc áp dụng phôi có thể mở ra khả năng chữa trị các loại bệnh thoái hoá gene như bệnh bạch cầu và bệnh tim. 3. Đối với chăn nuôi: tạo ra nhiều vật nuôi đã chuyển gen phẩm chất tốt, năng suất cao ổn định, sức chống chịu tốt cho người chăn nuôi. 4. Việc tiến hành nhân bản người sẽ cho phép những cặp vợ chồng vô sinh có thể có con đẻ của mình chứ không phải con từ những trứng hoặc tinh trùng của một người xa lạ. Những đứa trẻ sinh ra sẽ là một sản phẩm tái tạo hoàn hảo từ hình ảnh của người bố hoặc người mẹ, tuỳ theo gene được chọn nhân bản. Nhân bản người tạo ra những dòng người chuyên hóa để thực hiện những công việc đặc biệt mà người thường không làm được như: làm việc trong môi trường phóng xạ, người có tầm vóc nhỏ để đi vào không gian Nhóm 2 Lớp 10k 6 6 Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học 5. Các chuyên gia cho rằng nhân bản đã mở ra một con đường mới để bảo tồn các giống loài quý hiếm bảo vệ đa dạng sinh học trên thế giới. 2.2. Những thành tựu của động vật nhân bản vô tính. 2.2.1. Trên thế giới. Năm 1952 R.Briggr và T.King đưa các tế bào phôi ếch ở giai đoạn phôi nang vào trứng ếch đã loại nhân và nhận được nòng nọc sống. Nhiều thí nghiệm trên lưỡng thê sau đó đã cho phép thu nhận những cá thể trưởng thành. Hình 2: Sơ đồ nhân bản vô tính ếch. Năm 1994, R.Stillman-Mỹ, đã tạo dòng được 17 phôi người phát triển đến giai đoạn 32 tế bào. Ngày 5/7/1996 cừu Dolly ra đời, Dolly có trọng lượng bình thường không có biểu hiện dị dạng như các thí nghiệm trước đây. Sống trong tử cung của “mẹ nuôi hộ” lông đen, nhưng cừu Dolly vẫn có lông trắng, các phân tích kiểm tra di truyền đã xác nhận cừu Dolly là bản sao của cừu Finn Dorset, cừu đã cung cấp tế bào tuyến vú. Đây là công trình thành công của Wilmut và Campbell (Ecosse, vùng Bắc nước Anh) . Nhóm 2 Lớp 10k 7 7 Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học Hình 3: Sơ đồ nhân bản vô tính cừu Dolly. Thành công nêu trên chứng tỏ trong thí nghiệm đã có một động vật có vú lớn có thể được nhân bản từ tế bào soma mà không cần có tác động gì của tế bào sinh dục, ngoài sinh chất của một noãn bào. Tuy nhiên cơ chế của quá trình chuyển genome mẹ vào genome phôi vẫn chưa được sáng tỏ và vai trò của tế bào chất của noãn trong thí nghiệm dung hợp cũng chưa được biết đầy đủ. Ngày 25/11/2001, một công ty của Mỹ thông báo đã nhân bản thành công phôi người đầu tiên. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ nhân bản truyền thống với vật liệu là một trứng và một tế bào da người. ADN của trứng bị loại bỏ, thay vào đó là vật liệu di truyền (gene, ADN) từ nhân của tế bào da. Trứng này sau đó phân chia tương tự như trứng được thụ tinh. Tuy nhiên, khi phát triển đến giai đoạn chùm tế bào hình cầu (gồm 6 tế bào), quá trình trưởng thành của phôi đã bị ngưng lại, không cho phôi tiếp tục hình thành một thai nhi. Ngày 28/12/2002, công ty Clonaid, đại diện cho giáo phái Rael, thông báo bé gái đầu tiên trên thế giới được tạo ra theo phương pháp nhân bản vô tính vừa lọt lòng mẹ . Em được đặt tên là Eve, và là bản sao của một phụ nữ Mỹ 30 tuổi. Nó hoàn toàn bình thường, và mọi việc đều ổn cả. Nhóm nghiên cứu cũng hy vọng Nhóm 2 Lớp 10k 8 8 Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học sẽ đón thêm 4 em bé nhân bản nữa trong vài tuần tới: trong đó một ở Bắc Mỹ, một ở châu Âu và 2 từ châu Á. Ngày 7/8/2003, các nhà khoa học Italy tuyên bố đã nhân bản thành công một con ngựa, mở ra triển vọng Hình 4: Ngựa nhân bản vô tính. cho ra đời những chú ngựa đua vô địch. Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm công nghệ sinh sản ở Cremona đã trộn tế bào da với trứng ngựa sau khi đã loại bỏ nhân của trứng. Họ tạo ra được gần 850 phôi thai, trong đó chỉ có 22 phôi là tiến được tới giai đoạn phân chia tế bào. Ngày 26/9/2003, các nhà nghiên cứu Trung Quốc và Pháp tuyên bố đã tạo ra thành công phiên bản của một số con chuột đồng (rat), gồm cả đực và cái. Chuột đồng đi sau các con khác bởi quá trình nhân bản gặp khó khăn đặc biệt trong việc kiểm soát sự phát triển của trứng trong giai đoạn đầu. Trong bài viết đăng trên tạp chí Science hôm qua, nhà khoa học Qi Zhou và cộng sự đã miêu tả việc sử dụng một hoá chất vào thời điểm mấu chốt có thể cho ra những phôi chất lượng dùng để cấy vào cơ thể con mẹ. Tuy vậy, cũng như các hoạt động nhân bản khác, tỷ lệ thất bại thường rất cao. Hình 5: Hai chú chuột nhân bản vô tính thành công. Ngày 14/7/2005, Các nhà khoa học Hàn Quốc hôm thứ tư tuyên bố họ đã nhân bản thành công những con lợn đã bị biến đổi gene sao cho nội tạng của Nhóm 2 Lớp 10k 9 9 Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học chúng phù hợp để cấy ghép cho người. Trưởng nhóm nghiên cứu Park Kwang- Wook cho biết, những con lợn này đã bị biến đổi thông tin di truyền để chứa gene "HLA-G" - loại gene khiến cho nội tạng của chúng ít có nguy cơ bị đào thải khi cấy lên người. Cho tới nay, phản ứng đào thải vẫn là một trở ngại lớn trong quá trình cấy ghép tạng cho con người. Những tế bào của lợn khi cấy vào người thường bị chết do độc tố mà cơ thể sản ra trong quá trình tự vệ. "Tuy nhiên, tế bào chứa gene HLA-G có thể làm giảm tới 70% độc tố này". Phôi linh trưởng nhân bản đầu tiên: Đây là lần đầu tiên, các nhà khoa học có thể tạo ra những phôi nhân bản tồn tại độc lập từ một con linh trưởng trưởng thành. Trong trường hợp này, họ đã sử dụng loài khỉ nâu đực 10 tuổi (rhesus macaque monkey). Kết quả nghiên cứu sẽ được nhóm nghiên cứu báo cáo vào cuối tháng 11/2007 (3). Năm 2011, các nhà khoa học Hàn Quốc tuyên bố đã tạo được một con chó phát sáng nhờ một kỹ thuật nhân bản vô tính có thể giúp tìm ra các phương pháp chữa trị cho những căn bệnh của con người như Alzheimer và Parkinson (4). Hình 6: "Nàng" chó biến đổi gen Tegon cùng các các con tại ĐH quốc gia Seoul. Nhóm 2 Lớp 10k 10 10 [...]... phôi nhân bản vô tính, mặc dù thai này chỉ phát triển tới tháng thứ 3 2.3 Các vấn đề còn tồn tại của động vật nhân bản vô tính (1) Hiện nay nhân bản vô tính động vật đặc biệt nhân bản vô tính người còn gặp nhiều rào cản của xã hội và những hạn chế trong hiểu biết đòi hỏi phải có những những nỗ lực của các nhà khoa học tự nhiên và khoa học xã hội 1 Về mặt đạo đức: Có nhiều quan điểm về vấn đề nhân bản. .. học Khoa công nghệ sinh 15 3 KẾT LUẬN Tóm lại, kỹ thuật nhân bản động vật vô tính là một thành tựu lớn của nhân loại, mở ra các tiềm năng ứng dụng to lớn trong tương lai của công nghệ sinh học vào nhiều lĩnh vực y sinh học khác nhau Mặc dù còn nhiều tranh cãi nhưng các nghiên cứu về nhân bản sẽ vẫn phát triển Nhân bản vô tính người tạo ra các bản sao” sống là một công việc nguy hiểm, gây rối loạn xã... hiểm, gây rối loạn xã hội nên cần phải ngăn chặn Tuy nhiên còn có những vấn đề nan giải mà các nghiên cứu về nhân bản vô tính ở phải đối mặt Nhóm 2 15 Lớp 10k Trường đại học Nông Lâm học Khoa công nghệ sinh 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Nguyễn Vinh Hiển, Tìm hiểu về nhân bản vô tính ở người và động vật _ Đề tài nghiên cứu sinh trường Đại học Thủ Dầu Một, 2008 2 http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/2232735/cm_id/1717445... 2001, ngay cả Bộ Y tế Israel cũng tuyên bố rằng nhân bản vô tính người là bất hợp pháp Hiện chưa có một nhân vật quan trọng nào trong chính giới hoặc giáo giới Israel tỏ ý ủng hộ hoạt động này Nhà di truyền học Adam Freedman nhấn mạnh Israel có luật cấm nhân bản vô tính “ có hiệu lực 5 năm, mới bắt đầu thi hành năm ngoái” Ông khẳng định không có hy vọng nhân bản người tại đất nước này 1/8/2001, với 265... Khoa công nghệ sinh học 2.2.2 Thành tựu nhân bản vô tính ở Việt Nam (5) 11 Ngày 29/11/2006, tại Hội nghị Công nghệ sinh học sinh sản châu Á lần thứ 3 tổ chức tại Hà Nội, các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ sinh học (Viện KH và CN Việt Nam) đã công bố một số kết quả nghiên cứu nhân bản vô tính đã đạt được trong thời gian qua Các nhà khoa học Việt Nam đã nhân bản được giống lợn mini hoang dã sạch dòng... việc nhân bản vô tính có khi được, khi không Tiến sĩ Young xác nhận: “Chúng tôi thật sự không hiểu điều gì xảy ra trong suốt quá trình Bắt đầu từ lúc nhân bản hay cấy phôi, người ta sẽ chứng kiến hàng loạt diễn biến bất thường xảy ra, dù trên các đại gia súc hay trên con cừu bé nhỏ” Ông cũng nhấn mạnh rằng sẽ không có gì đáng ngạc nhiên nếu các hiện tượng này tái diễn trong quá trình nhân bản vô tính. .. chống, Hạ viện Mỹ đã thông qua một đạo luật cấm hoàn toàn việc nhân bản người Theo đó, mọi hành động nhân bản để tạo ra một đứa trẻ hoặc sản xuất phôi người phục vụ nghiên cứu khoa học đều bị coi là tội ác quốc gia 2 Về mặt khoa học: Những nghiên cứu cho thấy tuổi thọ của động vật sinh sản vô tính rất ngắn, hệ miễn dịch suy giảm Sinh sản vô tính người trưởng thành hàm chứa nhiều nguy cơ vì: ADN càng... sẵn, khả năng này ít xảy ra hơn Ian Wilmut, một trong những cha đẻ của cừu nhân bản Dolly cảnh báo trong một bài bình luận đăng trên tạp chí Nature: "Đã đến lúc chúng ta cần đặt câu hỏi, liệu có một sinh vật nhân bản nào phát triển bình thường hay không?" Wilmut đề nghị có những nghiên cứu chi tiết hơn nữa về động vật nhân bản trước khi phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong y học và nông nghiệp... có thể khai thác sử dụng trong các nghiên cứu thụ tinh trong ống nghiệm và nhân bản vô tính với mục đích bảo vệ đa dạng sinh học Lợn mini cũng là đối tượng có kích thước cơ quan phù hợp với người và sạch dòng virus nội sinh phù hợp cho việc điều trị bằng ghép tổ chức khác loài Nhóm các nhà khoa học này còn thực hiện nhân bản vô tính trên các loài khỉ đuôi dài và khỉ vàng với sự hợp tác giúp đỡ của các... này đã làm bùng nổ cuộc tranh luận giữa các nhà khoa học về việc liệu có phải bộ gene của nó cũng “già” hơn 5 năm so với bình thường và rằng tất cả các động vật nhân bản có bị lão hóa sớm như vậy hay không? “Nếu cái chết sớm của Dolly có liên quan tới việc nhân bản, thì đây sẽ là bằng chứng bổ sung cho thấy sự nguy hiểm tiềm tàng trong việc tạo bản sao người, và sự thiếu trách nhiệm của những ai đang . phôi nhân bản vô tính, mặc dù thai này chỉ phát triển tới tháng thứ 3. 2.3. Các vấn đề còn tồn tại của động vật nhân bản vô tính (1). Hiện nay nhân bản vô tính động vật đặc biệt nhân bản vô tính. nhân bản vô tính 7 2.2.1. Trên thế giới 7 2.2.2. Thành tựu nhân bản vô tính ở Việt Nam (5) 11 2.3. Các vấn đề còn tồn tại của động vật nhân bản vô tính (1) 11 1. Về mặt đạo đức: 11 2. Về mặt khoa. các nghiên cứu về nhân bản vô tính ở phải đối mặt. Nhóm 2 Lớp 10k 15 15 Trường đại học Nông Lâm Khoa công nghệ sinh học TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Vinh Hiển, Tìm hiểu về nhân bản vô tính ở người