Anh văn chuyên ngành công nghệ sinh học

Công nghệ sinh học có thể dựa trên các ngành khoa học sinh học thuần túy di truyền học, vi sinh, nuôi cấy tế bào động vật, sinh học phân t , hóa sinh, phôi học, sinh học tế bào.. Tóm lại

Objectives: How to read a scientific article, how to find the main

pints of an article, how to take effective notes

1 Skim for key findings

2 The structure of most scientific articles

- Abstract, introduction, methods, results, discussion

3 The most effective order to read an article

- Abstract, discussion, introduction, results, methods

+ The abstract: Purpose of the study (why), Methodology (how),

Results (what they found), Conclusion (What it means)

+ The discussion: Clearly answers the question posed in the

introduction and Explains how the results support the conclusions

+ The introduction: Stimulate interest, put the article in larger context

(General – specific – focused question.)

+ The results: What the authors found, key data, often in figures or

tables

+ The methods: What experiments were done, can be difficult read

due to technical language and details

4 Key places to look

- Title, abstract, keywords, figure and table titles, first and last

sentences the introductions

5 Key words to look out for

- ―We hypothesize that…‖, ―We propose ‖, ―We introduce ‖

6 Good note-taking saves time and helps clarify your thoughts

Mục tiêu: Cách đọc một bài báo khoa học, cách tìm ý chính của bài

báo, cách ghi chú hiệu quả

1 Đọc lướt để tìm ra những phát hiện quan trọng

2 Cấu trúc bài báo khoa học nhất

- Tóm tắt, giới thiệu, phương pháp, kết quả, thảo luận

3 Trình tự hiệu quả nhất để đọc một bài báo

- Tóm tắt, thảo luận, giới thiệu, kết quả, phương pháp

+ Phần tóm tắt: Mục đích nghiên cứu (tại sao), Phương pháp nghiên cứu (làm thế nào), Kết quả (tìm thấy gì), Kết luận (Ý nghĩa của nó) + Phần thảo luận: Trả lời rõ ràng câu hỏi đặt ra trong phần mở đầu và Giải thích kết quả hỗ trợ cho kết luận như thế nào

+ Phần mở đầu: Kích thích sự quan tâm, đặt bài viết trong bối cảnh rộng hơn (Câu hỏi chung – cụ thể – trọng tâm.)

+ Kết quả: Những gì tác giả tìm thấy, dữ liệu chính, thường ở dạng hình hoặc bảng

+ Các phương pháp: Những thí nghiệm đã được thực hiện, có thể khó đọc do ngôn ngữ kỹ thuật và chi tiết

4 Những nơi quan trọng cần tìm

- Tiêu đề, tóm tắt, từ khóa, tiêu đề hình và bảng, câu đầu tiên và cuối cùng của phần giới thiệu

5 Những từ khóa cần chú ý

- ―Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng…‖, ―Chúng tôi đề xuất ‖,

―Chúng tôi giới thiệu…‖

6 Ghi chú tốt giúp tiết kiệm thời gian và giúp làm rõ suy nghĩ của

bạn

ESSENTIAL VOCABULARY

article (noun) – a piece of writing on a particular subject in a newspaper or magazine, or on the internet (Bài báo)

clarify (verb) – to make something clear or easier to understand by giving more details or a simpler explanation (Làm rõ)

details (phrase) – information about someone or something (Chi tiết)

focused (adjective) – giving a lot of attention to one particular thing (Tập trung)

hypothesize (verb) – to give a possible but not yet proved explanation for something (Đưa ra giả thuyết)

look out (phrasal verb) – to watch what is happening and be careful (Coi chừng)

propose (verb) – to offer or suggest a possible plan or action for other people to consider (Đề ngh )

seriously (adverb) – to consider a person, subject, or situation to be important or dangerous and worth your attention or respect – needing

attention (Nghiêm túc)

scholars (noun) – a person who studies a subject in great detail, especially at a university (Học giả)

skim (verb) – to move quickly just above a surface without touching it (C động nh và mau)

stimulate (verb) – to make someone excited and interested about something (Kích thích)

consists of two parts Bio is a Greek word for "life" and technology

gives an indication of human intervention Biotechnology can be

based on the pure biological sciences (genetics, microbiology, animal

cell culture, molecular biology, biochemistry, embryology, cell

biology) Also its interests can be outside the sphere of biology

(chemicalnengineering, bioprocess engineering, information

technology, biorobotics)

Biotechnology deals with brewing, manufacture of human insulin,

interferon, and human growth hormone, medical diagnostics, cell

cloning and reproductive cloning, the genetic modification of crops,

bioconversion of organic waste and the use of genetically altered

bacteria in the cleanup of oil spills, stem cell research and much

more

As a matter of fact, biotechnology is very ancient Six thousand years

ago, micro-organisms were used to brew beers and to produce wine,

bread and cheese Yeast makes dough rise and converts sugars into

alcohol Lactic acid bacteria in milk create cheese and yoghurt This

application of biotechnology is the directed use of organisms for the

manufacture of organic products (examples include beer and milk

products) In this way, classical biotechnology refers to the

traditional techniques used to breed animals and plants, as well as to

the application of bacteria, yeasts and molds to make bread or cheese

Modern biotechnology came into being during the nineteen seventies

It has often been divided into several categories; every field of this

science is sometimes connected with the definite color

nghệ sinh học") bao gồm hai phần Bio là một từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "sự sống" và công nghệ đưa ra dấu hiệu về sự can thiệp của con người Công nghệ sinh học có thể dựa trên các ngành khoa học sinh học thuần túy (di truyền học, vi sinh, nuôi cấy tế bào động vật, sinh học phân t , hóa sinh, phôi học, sinh học tế bào) Ngoài ra, lợi ích của nó có thể nằm ngoài lĩnh vực sinh học (kỹ thuật hóa học, kỹ thuật x lý sinh học, công nghệ thông tin, người máy sinh học) Công nghệ sinh học liên quan đến sản xuất bia, sản xuất insulin người, interferon và hormone tăng trưởng của con người, chẩn đoán

y tế, nhân bản tế bào và nhân bản sinh sản, biến đổi gen cây trồng, chuyển đổi sinh học chất thải hữu cơ và s dụng vi khuẩn biến đổi gen trong việc dọn d p dầu tràn, nghiên cứu tế bào gốc và nhiều hơn nữa

Trên thực tế, công nghệ sinh học đã rất cổ xưa Sáu nghìn năm trước,

vi sinh vật đã được s dụng để ủ bia, sản xuất rượu vang, bánh mì và pho mát Men làm cho bột nổi lên và chuyển hóa đường thành rượu

Vi khuẩn axit lactic trong sữa tạo pho mát và sữa chua Ứng dụng công nghệ sinh học này là việc s dụng trực tiếp các sinh vật để sản xuất các sản phẩm hữu cơ (ví dụ bao gồm các sản phẩm bia và sữa) Theo cách này, công nghệ sinh học cổ điển đề cập đến các kỹ thuật truyền thống được s dụng để nhân giống động vật và thực vật, cũng như ứng dụng vi khuẩn, nấm men và nấm mốc để làm bánh mì hoặc pho mát Công nghệ sinh học hiện đại ra đời vào những năm 1970

Nó thường được chia thành nhiều loại; mọi lĩnh vực của khoa học này đôi khi được kết nối với màu sắc xác đ nh

transgenic plants to grow under specific environments in the presence

(or absence) of chemicals One hope is that green biotechnology

might produce more environmentally friendly solutions than

traditional industrial agriculture, although this is still a topic of

considerable debate

Red biotechnology is applied to medical processes Some examples

are the designing of organisms to produce antibiotics, and the

engineering of genetic cures through genetic manipulation

White biotechnology, also known as industrial biotechnology, is

biotechnology applied to industrial processes An example is using

naturally present bacteria by the mining industry in bioleaching; so it

is the designing of an organism to produce a useful chemical or

destroy hazardous/polluting chemicals

White biotechnology tends to consume less in resources than

traditional processes used to produce industrial goods

Blue biotechnology is a term that has been used to describe the

marine and aquatic applications of biotechnology, but its use is

relatively rare Bioinformatics is an interdisciplinary field which

addresses biological problems using computational techniques, and

makes the rapid organization and analysis of biological data possible

chuyển gen để phát triển trong những môi trường cụ thể có (hoặc không có) hóa chất Một hy vọng là công nghệ sinh học xanh có thể tạo ra nhiều giải pháp thân thiện với môi trường hơn so với nông nghiệp công nghiệp truyền thống, mặc dù đây vẫn là một chủ đề gây tranh cãi

Công nghệ sinh học màu đỏ được áp dụng cho các quy trình y tế

Một số ví dụ là thiết kế các sinh vật để sản xuất thuốc kháng sinh và

kỹ thuật chữa bệnh di truyền thông qua thao tác di truyền

Công nghệ sinh học trắng, còn được gọi là công nghệ sinh học công

nghiệp, là công nghệ sinh học được áp dụng cho các quy trình công nghiệp Một ví dụ là s dụng vi khuẩn có trong tự nhiên của ngành công nghiệp khai thác mỏ trong lọc sinh học; vì vậy, đó là việc thiết

kế một sinh vật để tạo ra một hóa chất hữu ích hoặc tiêu hủy các hóa chất độc hại/gây ô nhiễm

Công nghệ sinh học trắng có xu hướng tiêu thụ ít tài nguyên hơn so

với các quy trình truyền thống được s dụng để sản xuất hàng hóa công nghiệp

Công nghệ sinh học xanh là một thuật ngữ đã được s dụng để mô

tả các ứng dụng công nghệ sinh học trong biển và dưới nước, nhưng việc s dụng nó tương đối hiếm Tin sinh học là một lĩnh vực liên ngành giải quyết các vấn đề sinh học bằng cách s dụng các kỹ thuật tính toán và giúp cho việc tổ chức và phân tích dữ liệu sinh học nhanh chóng trở nên khả thi

In conclusion biotechnology can be referred to any technological

application that uses biological systems, living organisms,

orderivativesthereof, to make or modify products or processes for

specific use

phẩm

Tóm lại, công nghệ sinh học có thể được đề cập đến bất kỳ ứng dụng công nghệ nào s dụng các hệ thống sinh học, sinh vật sống hoặc dẫn xuất của chúng để tạo ra hoặc s a đổi các sản phẩm hoặc quy trình cho mục đích s dụng cụ thể

ESSENTIAL VOCABULARY

absence (noun) – the state of being away from a place or person (Vắng mặt)

agricultural(adjective) – used for farming or relating to farming (Nông nghiệp)

ancient(adjective) – of or from a long time ago, having lasted for a very long time (Cổ đại)

altered(adjective) – changed; different (Thay đổi)

antibiotic (noun) – a medicine (such as penicillin or its derivatives) that inhibits the growth of or destroys microorganisms (Kháng sinh) application(noun) – an official request for something, usually in writing (Ứng dụng)

breed(verb) – to keep animals for the purpose of producing young animals in a controlled way (Sinh sản có kiểm soát)

brew (verb) –to make beer (Ủ rượu)

bioconversion (noun) – the conversion of one chemical compound, or one form of energy, into another by living organisms (Chuyển đổi sinh

học)

bioleaching(noun) –

bioinformatics(noun) – (Tin sinh học)

category(noun) – (in a system for dividing things according to appearance, quality, etc.) a type, or a group of things having some features that

are the same (Loại)

cloning(noun) – the process of creating an exact copy of a plant or animal by using its cells (Nhân bản)

convert(verb) –to (cause something or someone to) change in form or character (Chuyển hóa)

consume(verb) – to use fuel, energy, time, or a product, especially in large amounts (Tiêu thụ)

crop(noun) – (the total amount collected of) a plant such as a grain, fruit, or vegetable grown in large amounts (Mùa vụ)

cure(verb) – to make someone with an illness healthy again (Chữa bệnh)

(Phát sinh)

domestication (noun) – the process of bringing animals or plants under human control in order to provide food, power, or company (Sự

thuần hóa)

genetic manipulation ()

hazardous(adjective) – risky; dangerous ● We work in hazardous conditions.It is hazardous to personal safety.(Nguy hiểm)

hormone(noun) – a regulatory substance produced in an organism and transported in tissue fluids such as blood or sap to stimulate specific

cells or tissues into action (Nội tiết tố)

industrial(adjective) – in or related to industry, or having a lot of industry and factories, etc (Công nghiệp)

interferon(noun)– a protein released by animal cells, usually in response to the entry of a virus, which has the property of inhibiting virus

replication (Interferon là một nhóm các protein tự nhiên được sản xuất bởi các tế bào của hệ miễn d ch ở hầu hết các động vật nhằm chống lại các tác nhân ngoại lai)

manipulation(noun) – controlling someone or something to your own advantage, often unfairly or dishonestly (Thao tác)

manufacture (verb) –to produce goods in large numbers, usually in a factory using machines (Sản xuất)

marine(adjective) – relating to or found in the sea (Ở biển)

medical(adjective) – related to the treatment of illness and injuries (Thuộc về y học)

micro-organisms(noun) – a living thing that on its own is too small to be seen without a microscope (Vi sinh vật)

mining(noun) – the industry or activity of removing substances such as coal or metal from the ground by digging (Khai thác mỏ)

modification(noun) – a change to something, usually to improve it (S a đổi để cải thiện)

molecule(noun) – a group of atoms bonded together, representing the smallest fundamental unit of a chemical compound that can take part in

a chemical reaction (Phân t )

pharmaceutical(adjective) – relating to medicinal drugs, or their preparation, use, or sale (Dược phẩm)

propagation (noun) – the act of producing a new plant from a parent plant (Lan truyền: tạo một cây trồng mới từ cây bố m )

proteomics(noun) – a term used to refer to the work of studying proteins on a large scale (Lĩnh vực nghiên cứu về protein)

rare(adjective)– (of an event, situation, or condition) not occurring very often (Hiếm)

rapid (adjective) – fast or sudden (Nhanh)

solvent) (Dung d ch)

stem cell(noun) – an undifferentiated cell of a multicellular organism which is capable of giving rise to indefinitely more cells of the same

type, and from which certain other kinds of cell arise by differentiation (Tế bào gốc)

technique(noun) – a way of carrying out a particular task, especially the execution or performance of an artistic work or a scientific

procedure (Kỹ thuật)

thereof(adverb) – of or about the thing just mentioned (Việc ấy)

transgenicadjective – relating to or denoting an organism that contains genetic material into which DNA from an unrelated organism has

been artificiallyintroduced (Biến đổi gen)

Tuần 3: Microbial Biotechnology Presentation for microbiotech unit

You should describe the process or procedure or steps how the

products were made by using microorganisms in industrial scale

What is the microbes were used?

1 Beer, Bread, and Wine: Biotechnology used for food and drink

production is called yellow biotechnology Simple fungi in yeast

forms were likely the first ―domesticated‖ organisms used to make

edible products through the process of fermentation The

consumption of glucose by yeast yields a by-product of ethanol and

carbon dioxide, which can be exploited for generating bread, beer,

and wine Likewise, the popular hipster drink kombucha and

fermented cabbage (kimchi) are made through the fermentation of

yeast with lactic acid bacteria and acetic acid bacteria

The most famous yeast is brewer‘s and baker‘s yeast Saccharomyces

cerevisiae It was first used by ancient Egyptians to make beer – even

the pyramids builders had beer rations S cerevisiae are harmless and

easy to culture, and its culturing method was eventually refined by

Louis Pasteur In 1996, the genome of baker‘s yeast become the first

sequenced eukaryotic genome It is no wonder that it was the first

eukaryotic organism used as a model for the production of various

metabolites, from isopropanol to menthol

2 Milk Products: Fermenting milk using microorganisms is as old

as domesticating herd animals, which began around 14,000 years ago

in the Fertile Crescent Milk is fermented by Lactobacillus; however,

some cheeses, like blue cheese are made with a fungi (Penicillium)

Similarly, certain dessert wines are made from the ―noble rot‖ of the

fungus Botrytis cinerea

Bạn nên mô tả quy trình hoặc quy trình hoặc các bước về cách sản phẩm được tạo ra bằng cách sử dụng vi sinh vật ở quy mô công nghiệp vi khuẩn đã được sử dụng là gì?

1 Bia, Bánh mì và Rượu: Công nghệ sinh học dùng để sản xuất

thực phẩm và đồ uống được gọi là công nghệ sinh học vàng Các loại nấm đơn giản ở dạng men có khả năng là những sinh vật ―thuần hóa‖ đầu tiên được s dụng để tạo ra các sản phẩm ăn được thông qua quá trình lên men Việc tiêu thụ glucose của men tạo ra sản phẩm phụ là ethanol và carbon dioxide, có thể được khai thác để tạo ra bánh mì, bia và rượu vang Tương tự như vậy, thức uống hipster phổ biến kombucha và bắp cải lên men (kimchi) được tạo ra thông qua quá trình lên men men với vi khuẩn axit lactic và vi khuẩn axit axetic

Loại men nổi tiếng nhất là men bia và men làm bánh Saccharomyces cerevisiae Nó lần đầu tiên được s dụng bởi người Ai Cập cổ đại để

làm bia - ngay cả những người xây dựng kim tự tháp cũng có khẩu

phần bia S cerevisiae vô hại và dễ nuôi cấy, và phương pháp nuôi

cấy của nó cuối cùng đã được cải tiến bởi Louis Pasteur Năm 1996,

bộ gen của men làm bánh trở thành bộ gen của sinh vật nhân thực được giải trình tự đầu tiên Không có gì ngạc nhiên khi nó là sinh vật nhân chuẩn đầu tiên được s dụng làm mô hình sản xuất các chất chuyển hóa khác nhau, từ isopropanol đến tinh dầu bạc hà

2 Sản phẩm sữa: Lên men sữa bằng cách s dụng vi sinh vật cũng

lâu đời như việc thuần hóa gia súc, bắt đầu từ khoảng 14.000 năm

trước ở Lưỡi liềm Màu mỡ Sữa được lên men bởi Lactobacillus; tuy

nhiên, một số loại pho mát, chẳng hạn như pho mát xanh được làm từ

nấm (Penicillium) Tương tự như vậy, một số loại rượu vang tráng

miệng được làm từ "thối cao quý" của nấm Botrytis cinerea

3 Antibiotic Production: Red biotechnology is the use of

biotechnology in the medical and pharmaceutical industries

It is called red because of the association with blood and symbols of

medicine – red cross and crescent Fungi are most commonly

associated with cheese and wine production However, they have a

long history in traditional medicine as moldy bread, overgrown with

the fungi Penicillum and Aspegillum, would regularly be applied to

wounds for their antimicrobial effect The jump from antimicrobial

compounds to the antibiotics we know now was ushered in by

Scottish scientist Alexander Fleming, who accidentally discovered

Staphylococcus growth suppression by penicillin mold in 1928

However, it took another 12 years and a world war to start

mass-producing penicillin using deep fermentation techniques

4 Restriction Enzymes: It had been known since the 1950s that

certain bacteriophages demonstrated poor growth on different

bacterial strains, but the reason was unknown In 1970, US

researchers characterized an enzyme from bacteria Haemophilus

influenzae that can cut DNA in specific places with the purpose of

protecting the bacteria from foreign DNA The enzyme was HindIII,

the first type II restriction endonucleases, or restriction enzymes, that

scientists adore Today we know more than 3000 restriction enzymes

recognizing 230 DNA sequences

5 Protein Production: Protein production in E.coli was the new

stage in biotechnology because it used recombinant DNA technology

instead of traditional selection techniques The first human protein

produced in E coli in 1978 was insulin, followed by human growth

hormones

3 Sản xuất kháng sinh: Công nghệ sinh học màu đỏ là việc s dụng

công nghệ sinh học trong ngành y tế và dược phẩm

Nó được gọi là màu đỏ vì sự liên kết với máu và các biểu tượng của y học – chữ thập đỏ và lưỡi liềm Nấm thường được kết hợp nhất với sản xuất pho mát và rượu vang Tuy nhiên, chúng có một l ch s lâu

đời trong y học cổ truyền vì bánh mì mốc, mọc đầy nấm Penicillum

và Aspegillum, sẽ thường xuyên được bôi lên vết thương để có tác

dụng kháng khuẩn Bước nhảy vọt từ các hợp chất chống vi trùng sang thuốc kháng sinh mà chúng ta biết bây giờ được khởi xướng bởi nhà khoa học người Scotland Alexander Fleming, người tình cờ phát

hiện ra khả năng ức chế sự phát triển của Staphylococcus bằng nấm

mốc penicillin vào năm 1928 Tuy nhiên, phải mất 12 năm nữa và một cuộc chiến tranh thế giới để bắt đầu sản xuất hàng loạt penicillin bằng cách s dụng kỹ thuật lên men sâu

4 Enzyme hạn chế: Từ những năm 1950, người ta đã biết rằng một

số thể thực khuẩn thể hiện sự phát triển kém trên các chủng vi khuẩn khác nhau, nhưng lý do vẫn chưa được biết Năm 1970, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã mô tả một loại enzyme từ vi khuẩn

Haemophilus influenzae có thể cắt DNA ở những v trí cụ thể với

mục đích bảo vệ vi khuẩn khỏi DNA ngoại lai Enzyme đó là HindIII, endonuclease giới hạn loại II đầu tiên, hay còn gọi là enzyme giới hạn, mà các nhà khoa học yêu thích Ngày nay chúng ta biết hơn 3000 enzyme cắt giới hạn nhận biết 230 trình tự DNA

5 Sản xuất Protein: Sản xuất protein ở E.coli là giai đoạn mới trong

công nghệ sinh học vì nó s dụng công nghệ DNA tái tổ hợp thay cho các kỹ thuật chọn lọc truyền thống Protein đầu tiên của con người được sản xuất ở E coli vào năm 1978 là insulin, sau đó là hormone tăng trưởng của con người

6 Eukaryotic Viruses: Using E.coli to express eukaryotic proteins

has challenges Firstly, the proteins expressed in bacteria lack

post-translational modifications that decorate many of the eukaryotic

proteins – from glycosylation, to assembly of protein complexes

Secondly, E coli reluctantly produce large proteins common in

eukaryotic cells No wonder that the first therapeutic proteins

expressed in E coli were relatively short and simple For more

complex proteins, such as antibodies, the production shifted to

eukaryotic cells – Chinese hamster ovary and human cell cultures

But even in eukaryotic cells, biotechnology cannot work without the

help of microbes, e.g viruses While the expression vectors in E.coli

are based on bacterial plasmids, the vectors for eukaryotic cells are

viral vectors

The first proof-of-principle was a vector-based on SV40 (simian

vacuolating virus 40) that infected a cell culture of monkey kidney

cells

7 Phage Display Libraries: It would be fair to say that molecular

biology started with bacteriophages Aside from the discovery of

restriction enzymes, the enzyme that joins the ends of recombinant

DNA molecules, T4 ligase, also comes from a bacteriophage But

maybe the biggest phage contribution to biotechnology are phage

display libraries (PDLs), developed in 1985

In PDL, a gene encoding a protein of interest is inserted into a phage

coat protein gene, causing the phage to ―display‖ the protein on its

outside PDLs are used in the studies of protein,

protein-peptide, and protein–DNA interactions PDLs are useful in vaccine

and drug discovery

6 Virus nhân thực: S dụng E.coli để biểu hiện protein của sinh vật

nhân chuẩn có những thách thức Thứ nhất, các protein biểu hiện ở vi khuẩn thiếu các s a đổi sau d ch mã trang trí cho nhiều protein của sinh vật nhân chuẩn – từ quá trình glycosyl hóa đến tổng hợp các phức hợp protein Thứ hai, E coli miễn cưỡng tạo ra các protein lớn phổ biến trong các tế bào nhân chuẩn Không ngạc nhiên khi các protein tr liệu đầu tiên được biểu hiện ở E coli tương đối ngắn và đơn giản Đối với các protein phức tạp hơn, chẳng hạn như kháng thể, quá trình sản xuất chuyển sang các tế bào nhân chuẩn – nuôi cấy buồng trứng của chuột đồng Trung Quốc và tế bào người

Nhưng ngay cả trong các tế bào nhân chuẩn, công nghệ sinh học không thể hoạt động nếu không có sự trợ giúp của vi khuẩn, ví dụ như vi sinh vật, virus Trong khi các vectơ biểu hiện ở E.coli dựa trên các plasmid của vi khuẩn, thì các vectơ của tế bào nhân chuẩn là các vectơ virut Bằng chứng về nguyên tắc đầu tiên là một véc tơ dựa trên SV40 (virus tạo không bào ở khỉ 40) đã lây nhiễm một tế bào nuôi cấy tế bào thận khỉ

7 Thư viện hiển thị thể thực khuẩn: Sẽ công bằng khi nói rằng

sinh học phân t bắt đầu với thể thực khuẩn Bên cạnh việc khám phá

ra các enzym cắt giới hạn, enzym nối các đầu của phân t ADN tái tổ hợp, T4 ligase, cũng có nguồn gốc từ thể thực khuẩn Nhưng có lẽ đóng góp lớn nhất của thể thực khuẩn cho công nghệ sinh học là các thư viện hiển th thể thực khuẩn (PDL), được phát triển vào năm

1985 Trong PDL, một gen mã hóa protein quan tâm được chèn vào gen protein vỏ của thể thực khuẩn, làm cho thể thực khuẩn ―hiển th ‖ protein ở bên ngoài của nó PDL được s dụng trong các nghiên cứu

về tương tác protein-protein, protein-peptide và protein-DNA PDL rất hữu ích trong việc khám phá vắc-xin và thuốc

8 Microalgae: Blue biotechnology uses sea resources to create

products and industrial applications

The leading application of blue biotechnology is producing

renewable bio-oils with photosyntheticmicroalgae to replace oil

extraction Working with algae is not much different working with

other microorganisms

To genetically modify your microalgae, use the familiar method of

DNA introduction into a cell-transformation

9 Agrobacterium Tumefaciens: Green biotechnology is

biotechnology involving the genetic engineering of plants It‘s based

on a neattrick by the microbeAgrobacterium tumefaciens It has a

plasmid, Ti, that transfers some of its genes into the plant genome

The transfer requires only T-DNA border sequences, and you can

insert foreign DNA between them that will be integrated and

expressed in a plant genome Several cereal crop plants were

modified using this method, as well as HeLa cells

10 Microbial Biotechnology in Agriculture: Development of

genetically engineered plants with internalresistance to drought, frost,

insect pests and infestation Reduction in dependency of plants on

chemical fertilizers and identification of alternatives to expensive

fertilizers Replacement of dangerous chemical pesticides with

microbial pesticides to manage and control the problem of pests

Reduction in the reliance on chemical treatments to control weeds by

engineering herbicidetolerance into crops Production of products

that have high yield and enhanced nutritional value Development of

novel biomass products as foodstuffs, using organisms such as algae,

fungi, bacteria and yeast

8 Vi tảo: Công nghệ sinh học xanh s dụng tài nguyên biển để tạo ra

sản phẩm và ứng dụng công nghiệp

Ứng dụng hàng đầu của công nghệ sinh học xanh là sản xuất dầu sinh học tái tạo bằng vi tảo quang hợp để thay thế khai thác dầu mỏ Làm việc với tảo không khác nhiều khi làm việc với các vi sinh vật khác

Để biến đổi gen vi tảo của bạn, hãy s dụng phương pháp quen thuộc

là đưa DNA vào quá trình chuyển đổi tế bào

9 Vi khuẩn Agrobacterium Tumefaciens: Công nghệ sinh học

xanh là công nghệ sinh học liên quan đến kỹ thuật di truyền của thực

vật Nó dựa trên một m o nhỏ của vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens Nó có một plasmid, Ti, chuyển một số gen của nó vào

bộ gen của cây Quá trình chuyển chỉ yêu cầu trình tự viền T-DNA và bạn có thể chèn DNA ngoại lai vào giữa chúng sẽ được tích hợp và thể hiện trong bộ gen thực vật Một số cây ngũ cốc đã được biến đổi bằng phương pháp này, cũng như các tế bào HeLa

10 Công nghệ sinh học vi sinh vật trong nông nghiệp: Phát triển

các cây trồng biến đổi gen có khả năng chống hạn hán, sương giá, côn trùng gây hại và sự phá hoại bên trong Giảm sự phụ thuộc của cây trồng vào phân bón hóa học và xác đ nh các giải pháp thay thế cho phân bón đắt tiền Thay thế thuốc trừ sâu hóa học nguy hiểm bằng thuốc trừ sâu vi sinh để quản lý và kiểm soát vấn đề sâu bệnh Giảm sự phụ thuộc vào các phương pháp x lý hóa học để kiểm soát

cỏ dại bằng cách tạo ra tính kháng thuốc diệt cỏ cho cây trồng Sản xuất các sản phẩm có năng suất cao và nâng cao giá tr dinh dưỡng Phát triển các sản phẩm sinh khối mới làm thực phẩm, s dụng các sinh vật như tảo, nấm, vi khuẩn và nấm men

11 Microbial Biotechnology in Food:Food improved and preserved

by fermentation Fermentation: Any process that produces alcoholic

beverages or acidic dairy products; any spoilage of food by

microorganisms; any large-scale microbial process occurring with or

without air; all metabolic processes that release energy from a sugar

or other inorganic molecule

12 Microbial Biotechnology in health care:Production of insulin:

For many years, insulin was obtained by purifying it from the

pancreas of cows & pigs slaughtered for food This was expensive,

difficult and the insulin could cause allergic reactions In 1978,

insulin became the first human protein to be manufactured through

biotechnology in large amounts (Genentech) Human insulin is a pure

form that is less likely to cause allergic reactions

13 CRISPR: Last, but not least, in the history of biotechnology is

the use of CRISPR Of course, it‘s not a microbe but rather a

bacterial mechanism that is used to engineer organisms

CRISPR was discovered in 1987 but has gained considerable traction

in the last decade In short, bacteria have no immune system, so they

evolved a mechanism to recognize and fight off bacteriophages

should the bacteria encounter the bacteriophage a second time Each

time a bacteria is infected with a bacteriophage, the bacteria stores a

bit of DNA from the bacteriophage genome Using the bacteriophage

DNA sequences as a guide, the Cas9 enzyme (encoded by the

bacteria) recognizes similar DNA sequences (i.e a second infection

by the same type of bacteriophage) and destroys them Scientists

recognized that this same mechanism could be used to introduce

stable changes into the genetic material of eukaryotic cells as well

11 Công nghệ sinh học vi sinh vật trong thực phẩm: Cải tiến và

bảo quản thực phẩm bằng phương pháp lên men.Lên men: Bất kỳ quy trình nào sản xuất đồ uống có cồn hoặc các sản phẩm từ sữa có tính axit; bất kỳ sự hư hỏng nào của thực phẩm do vi sinh vật gây ra; bất kỳ quy trình vi sinh vật quy mô lớn nào xảy ra có hoặc không có không khí; tất cả các quá trình trao đổi chất giải phóng năng lượng từ đường hoặc phân t vô cơ khác

12 Công nghệ sinh học vi sinh vật trong y tế:Sản xuất insulin:

Trong nhiều năm, insulin thu được bằng cách tinh chế nó từ tuyến tụy của bò và lợn b giết th t để làm thực phẩm Điều này rất tốn kém, khó khăn và insulin có thể gây ra phản ứng d ứng Năm 1978, insulin trở thành protein đầu tiên của con người được sản xuất thông qua công nghệ sinh học với số lượng lớn (Genentech) Insulin người

là dạng tinh khiết ít gây phản ứng d ứng

13 CRISPR: Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng trong

l ch s công nghệ sinh học là việc s dụng CRISPR Tất nhiên, nó không phải là vi khuẩn mà là một cơ chế vi khuẩn được s dụng để tạo ra các sinh vật.CRISPR được phát hiện vào 1987 nhưng đã đạt được sức hút đáng kể trong thập kỷ qua Nói tóm lại, vi khuẩn không

có hệ thống miễn d ch, vì vậy chúng đã phát triển một cơ chế để nhận biết và chống lại thể thực khuẩn nếu vi khuẩn gặp thể thực khuẩn lần thứ hai Mỗi khi vi khuẩn b nhiễm một thể thực khuẩn, vi khuẩn sẽ lưu trữ một chút DNA từ bộ gen của thể thực khuẩn S dụng các trình tự DNA của thể thực khuẩn làm hướng dẫn, enzyme Cas9 (được

mã hóa bởi vi khuẩn) nhận ra các trình tự DNA tương tự (tức là sự lây nhiễm thứ hai bởi cùng một loại thể thực khuẩn) và tiêu diệt chúng Các nhà khoa học nhận ra rằng cơ chế này cũng được sd để tạo ra những thay đổi ổn đ nh trong vật liệu di truyền của TBeu

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

ESSENTIAL VOCABULARY

algae (noun) – very simple, usually small plants that grow in or near water and do not have ordinary leaves or roots (tảo)

allergic (noun) – caused by an allergy (d ứng)

alternatives (adjective) – an alternative plan or method is one that you can use if you do not want to use another one (lựa chọn thay thế) antibodies (noun) – a protein produced in the blood that fights diseases by attacking and killing harmful bacteria, viruses, etc (kháng thể) antimicrobial (adjective) – able to destroy harmful microbes (= small living things that can cause disease) (kháng khuẩn)

assembly (noun) 1) – the process of putting together the parts of a machine or structure ()

2) – a group of people, especially one that meets regularly for a particular purpose, such as government, or, more generally, the process of coming together, or the state of being together

association (noun) – a group of people who work together in a single organization for a particular purpose (sự kết hợp)

bacteria (noun) – very small organisms that are found everywhere and are the cause of many diseases (vi khuẩn)

bacteriophages (noun) – a virus that grows and divides inside a bacterium, destroying it (thể thực khuẩn)

beverages (noun) – a drink of any type (đồ uống)

biomass (noun) – the total mass of living things in a particular area (sinh khối)

bit (noun) – a small piece or amount of something (chút)

by-product (noun) – something that is produced as a result of making something else, or something unexpected that happens as a result of

something ()

cell-transformation (noun) – the change of the cell (biến đổi tế bào)

cereal (noun) – a plant that is grown to produce grain (ngũ cốc)

characterized (verb) – Something that characterizes another thing is typical of it (đặc trưng)

complexe (adjective) – involving a lot of different but related parts (khu phức hợp)

consumption (noun) – the act of using, eating, or drinking something ()

contribution (noun) – something that you contribute or do to help produce or achieve something together with other people, or to help make

culture (noun) – cells, tissues, organs, or organisms grown for scientific purposes, or the activity of breeding and keeping particular living

things in order to get the substances they produce (nuôi cấy trong phòng thí nghiệm)

decorate (verb) – to add something to an object or place, especially in order to make it more attractive (trang trí)

demonstrated (verb) – to show something and explain how it works (chứng minh)

drought (noun) – a long period when there is little or no rain (hạn hán)

encoding (verb) – to change something into a system for sending messages secretly, or to represent complicated information in a simple or

short way (mã hóa)

encounter (noun) – a meeting, especially one that happens by chance (bắt gặp)

edible (adjective) – suitable or safe for eating ()

endonuclease (noun) – a chemical substance produced in the body that breaks connections in DNA (= the chemical that controls the structure

and function of cells ()

evolved (adjective) – having developed through a gradual process (phát triển)

exploit (verb) – to use something in a way that helps you ()

express (verb) – to show a feeling, opinion, or fact (thể hiện)

extraction (noun) – the process of removing something, especially by force (khai thác)

fertilizers (noun) – a natural or chemical substance that is spread on the land or given to plants, to make plants grow well (phân bón) fight-off (phrasal verb) – to free yourself from an illness or a desire to do something you should not do (đẩy lui)

foodstuffs (noun) – any substance that is used as food or to make food (nguyên liệu thực phẩm)

foreign (adjective) – A foreign object or substance has entered something else, possibly by accident, and does not belong there (không co

quan hệ)

frost (noun) – the thin, white layer of ice that forms when the air temperature is below the freezing point of water, especially outside at night

(sương giá)

fungi (noun) – a type of eukaryotic organism belonging to the kingdom Fungi (nấm)

gained (verb) – to get something that is useful, that gives you an advantage, or that is in some way positive, especially over a period of time

(đạt được)

guide (noun) – a book that gives you the most important information about a particular subject (hướng dẫn)

herbicide (noun) – a chemical that is used to destroy plants, especially weeds (thuốc diệt cỏ)

hipster (noun) – someone who is aware of and influenced by the most recent ideas and fashions (người có gu thẩm mỹ)

identification (noun) 1) – the act of recognizing and naming someone or something (nhận biết)

2) – an official document that shows or proves who you are (ID)

infected (adjective) – (of a person or animal) affected by an organism that can cause disease (b lây nhiễm)

infestation (noun) – a large number of animals and insects that carry disease, that are present where they are not wanted (phá hoại)

inorganic (adjective) – not being or consisting of living material, or (of chemical substances) containing no carbon or only small amounts of

carbon (vô cơ)

integrated (noun) – consisting of different groups of people who mix, live, or work well together (tích hợp)

involve (verb) – If an activity, situation, etc involves something, that thing is a part of the activity, etc (liên quan)

interactions (noun) – an occasion when two or more people or things communicate with or react to each other (tương tác)

internal (adjective) – inside the body (nội bộ)

lack (noun) – the fact that something is not available or that there is not enough of it (thiếu)

leading (noun) – the lead (= type of metal) used to cover (parts of) a roof (hàng đầu)

mechanism (verb) – a way of doing something that is planned or part of a system (cơ chế)

metabolites (noun) – any substance involved in metabolism (= the chemical processes in the body needed for life) (chất chuyển hóa) method (noun) – a particular way of doing something (phương pháp)

microalgae (noun) – unicellular algal species that may either live singly or in colonies (vi tảo)

microbe (noun) – a very small living thing, especially one that causes disease, that can only be seen with a microscope (vi khuẩn)

moldy (adjective) – (of food, esp old food, or objects that have been left too long in warm, wet places) covered or filled with a soft green,

blue, gray, or black growth, usually undesirable but thought to add a desirable taste to some cheeses (b mốc)

neat (adjective) – tidy, with everything in its place (gọn gàng)

noble (adjective) – moral in an honest, brave, and kind way (cao quý)

novel (noun) – used to refer to a new strain (= type) of a virus that has not been seen before ()

obtain (verb) – to get something, especially by asking for it, buying it, working for it, or producing it from something else (thu được) organic (noun) – (of a chemical substance) containing carbon (hữu cơ)

ovary (noun) – either of the pair of organs in a woman's body that produce eggs, or the part of any female animal or plant that produces eggs

or seeds (buồng trứng)

pancreas (noun) – an organ in the body that produces insulin (= a chemical substance that controls the amount of sugar in the blood) and

substances that help to digest food so that it can be used by the body (tuyến tụy)

pesticides (noun) – a chemical substance used to kill harmful insects, small animals, wild plants, and other unwanted organisms (thuốc trừ

sâu)

pest (noun) – an insect or small animal that is harmful or damages crops (sâu bệnh)

purify (verb) – to remove bad substances from something to make it pure (thanh tẩy)

photosynthetic (noun) – the process by which plants use sunlight, water, and carbon dioxide to create oxygen and energy in the form of

sugar (quang hợp)

preserved (verb) – to keep something as it is, especially in order to prevent it from decaying or being damaged or destroyed (bảo quản) pure (adjective) – not mixed with anything else (nguyên chất)

pyramids (noun) – a solid object with a square base and four triangular sides that form a point at the top (kim tự tháp)

refined (adjective) – A refined substance has been made pure by removing other substances from it (tinh chế)

requires (verb) – to need something or make something necessary (đòi hỏi)

reluctantly (adverb) – in a way that shows that you are not willing to do something and are therefore slow to do it (miễn cưỡng)

recombinant (adjective) – produced by combining genetic material from different places (tái tổ hợp)

reliance (noun) – the state of depending on or trusting in something or someone (nương nhờ)

release (verb) – to give freedom or free movement to someone or something (giải phóng)

renewable (noun) – relating to forms of energy that are produced using the sun, wind, etc., or from crops, rather than those using fuels such

as oil or coal (tái tạo)

resistance (noun) – the act of fighting against something that is attacking you, or refusing to accept something (sức chống cự)

restriction (noun) – an official limit on something (sự hạn chế)

tolerance (noun) – willingness to accept behaviour and beliefs that are different from your own, although you might not agree with or

approve of them (sức ch u đựng)

therapeutic (adjective) – relating to the curing of a disease or medical condition (điều tr )

traction (noun) – the ability of a wheel or tyre to hold the ground without sliding (lực kéo)

translational (adjective) – something that is translated, or the process of translating something, from one language to another (t nh tiến) trick (noun) – an action that is intended to deceive, either as a way of cheating someone, or as a joke or form of entertainment (lừa)

stable (adjective) – firmly fixed or not likely to move or change (ổn đ nh)

selection (noun) – the act of choosing someone or something (lựa chọn)

sequenced (verb) – (giải trình tự)

slaughtered (verb) – (tàn sát)

suppression (verb) – the act of preventing something from being seen or expressed or from operating (đàn áp)

scale (noun) – a set of numbers, amounts, etc., used to measure or compare the level of something ()

shifted (verb) – to (cause something or someone to) move or change from one position or direction to another, especially slightly (chuyển) spoilage (noun) – the process in which food or other substances stop being good enough to eat or use, or the waste produced in this process () stage (noun) – a part of an activity or a period of development (giai đoạn)

strains (noun) – a force or influence that stretches, pulls, or puts pressure on something, sometimes causing damage (chủng)

various (adjective) – many different (nhiều)

usher (noun) – to show someone where they should go, or to make someone go where you want them to go (mở ra)

weed (noun) – any wild plant that grows in an unwanted place, especially in a garden or field where it prevents the cultivated plants from

growing freely (cỏ dại)

yeast (noun) – a type of fungus that is used in making alcoholic drinks such as beer and wine, and for making bread swell and become light

(men)

Tuần 4: Cell culture

Video 1: Tissue Culture

In plant breeding the technique of tissue culture has emerged as a

very efficient tool to propagate better improved crops Tissue culture

is much approachable technique than other traditional plant-breeding

techniques

By using this method, cell, tissues, etc are maintained and grown in

vitro under aseptic conditions in artificial medium providing

necessary nutrients for growth

In 1839 Schleiden and Schwann propose that cell is the basic unit of

life and is capable of autonomy If cell is given in an enviroment is

capable to regenarate into a whole plant

Base on this theory, a German physiologist Gottlieb Haberlandt 1902

develop the concep of invitro cell culture, also called tissue culture

Cells and his experiment increased in size but failed to divide due to

which his predictions failed However, his hypothesis paved the way

for more research He is thus regarded as the the father of tissue

culture

Taking cue from his experiment, Hanning 1907 took nearly mature

embryos of crucifiers and successfully grew them to maturity In

1908 Simon regenerated callus buds and roots from poplar stem

segments and established the basic for callus culture

Trong nhân giống cây trồng, kỹ thuật nuôi cấy mô đã nổi lên như một công cụ rất hiệu quả để nhân giống cây trồng cải tiến tốt hơn Nuôi cấy mô là kỹ thuật dễ tiếp cận hơn nhiều so với các kỹ thuật nhân giống cây trồng truyền thống khác

Bằng cách s dụng phương pháp này, tế bào, mô, v.v được duy trì và phát triển in vitro trong điều kiện vô trùng trong môi trường nhân tạo cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển

Năm 1839, Schleiden và Schwann đề xuất rằng tế bào là đơn v cơ bản của sự sống và có khả năng tự chủ Nếu tế bào được đưa vào môi trường có khả năng tái sinh thành cây hoàn chỉnh

Trên cơ sở lý thuyết này, nhà sinh lý học người Đức Gottlieb Haberlandt năm 1902 đã phát triển khái niệm nuôi cấy tế bào invitro hay còn gọi là nuôi cấy mô Các tế bào và thí nghiệm của ông đã tăng kích thước nhưng không phân chia được do dự đoán của ông không thành công Tuy nhiên, giả thuyết của ông đã mở đường cho nhiều nghiên cứu hơn Do đó, ông được coi là cha đẻ của nuôi cấy mô Lấy gợi ý từ thí nghiệm của mình, Hanning 1907 đã lấy phôi gần như trưởng thành của những cây thánh giá và nuôi chúng trưởng thành thành công Năm 1908, Simon đã tái tạo mô s o chồi và rễ từ các đoạn thân cây dương và thiết lập nền tảng cho việc nuôi cấy mô s o

A breakthrough came from White 1934, who experimented on

tomato roots, he reported not only could culture tomato roots tips

grow but they could be repeatedly sub culture to fresh medium of

inorganic salts supplemented with east extract

Một bước đột phá đến từ White 1934, người đã th nghiệm trên rễ cà chua, ông báo cáo rằng không chỉ việc nuôi cấy các đầu rễ cà chua có thể phát triển mà chúng còn có thể được cấy chuyền nhiều lần vào môi trường tươi chứa muối vô cơ được bổ sung chiết xuất đông trùng

hạ thảo

During 1950s, scientists found that any part of a plant grown in

nutrient media under sterile conditions can give rise to a whole new

plant The plant part used in culture is called as explant This propery

of plant cells to give rise to a whole new plant is called totipotency

The term totipotency was coined by Stuart 1968, it requires a nutrient

medium that contains sucrose, inorganic salts, vitamins, proteins and

growth regulators such as auxins and cytokinins

Trong những năm 1950, các nhà khoa học phát hiện ra rằng bất kỳ bộ phận nào của cây được trồng trong môi trường dinh dưỡng trong điều kiện vô trùng đều có thể tạo ra một cây hoàn toàn mới Phần thực vật được s dụng trong nuôi cấy được gọi là mẫu cấy Đặc tính này của các tế bào thực vật để tạo ra một loại cây hoàn toàn mới được gọi là tính toàn năng

Thuật ngữ toàn năng được đặt ra bởi Stuart 1968, nó đòi hỏi một môi trường dinh dưỡng có chứa sucrose, muối vô cơ, vitamin, protein và chất điều hòa sinh trưởng như auxin và cytokinin

Technique of tissue culture

The first step of tissue culture is exercising or cutting a small part of

plant tissue like the leaf, root or shoot of a plant This cut out part

explant is then placed in a suitable nutrient medium containing a

carbon source such as sucrose, inorganic salts, vitamins, amino acids

and grow regulators like auxins, cytokinins etc

The explant are allowed to multiply and form a group of tissues

called callus Callus is irregular, unorganized and undifferntiated

mass of actively dividing cells

This callus is then allowed to multiplt to form many plantlets which

are then transferred to a different containẻ for rapid multiplication

Finally, the developed plantlets are transplanted to the soil for normal

growth

Tissue culture is performed using a small part of a plant to develop a

large number of plant in a short duration It is thus also called

micropropagation As all these plants are developed from the same

part of the parent plant They are genetically identical and called

somaclones

Kỹ thuật nuôi cấy mô

Bước đầu tiên của nuôi cấy mô là thực hiện hoặc cắt một phần nhỏ của mô thực vật như lá, rễ hoặc chồi của cây Phần mẫu b cắt này sau đó được đặt trong môi trường dinh dưỡng thích hợp có chứa nguồn carbon như sucrose, muối vô cơ, vitamin, axit amin và các chất điều hòa sinh trưởng như auxin, cytokinin v.v

Mẫu cấy được phép nhân lên và tạo thành một nhóm mô gọi là mô

s o Mô s o là khối tế bào phân chia tích cực, không đều, không có tổ chức và không phân biệt

Mô s o này sau đó được phép nhân lên để tạo thành nhiều cây con sau đó được chuyển sang một thùng chứa khác để nhân nhanh Cuối cùng, những cây con đã phát triển được cấy vào đất để cây phát triển bình thường

Nuôi cấy mô được thực hiện bằng cách s dụng một phần nhỏ của cây để phát triển một số lượng lớn cây trong thời gian ngắn Do đó,

nó còn được gọi là vi nhân giống Vì tất cả những cây này đều được phát triển từ cùng một bộ phận của cây m Chúng giống hệt nhau về mặt di truyền và được gọi là somaclone

Micropropagation is extensively used in horticulture and floriculture

and is employed in the large-scale production of tomato, banana,

apple etc This technique can also be used to propagate high-yielding

desease-resistant varieties in a short span Even in conditions when a

plant is diseased tissue culture used for recovering healthy plants

from diseased plants by taking the explant of the apical or axillary

meristem

This is done because the meristem is always free from pathogens due

to lack of vascular supply The process of using the meristem for

propagation is known as meristem culture Culturing of meristem has

been sucessfully carried out in plants such as banana, sugarcane,

potato There are many advantages of tissue culure which are as

follows A large number of plants can be grown in a short period of

time Healthy plants can be grown from diseased plants Plant

without seeds can be multiplied It is useful where, sexual

reproduction is not possible

Vi nhân giống được s dụng rộng rãi trong nghề làm vườn và trồng hoa và được s dụng trong sản xuất quy mô lớn cà chua, chuối, táo,v.v Kỹ thuật này cũng có thể được s dụng để nhân giống các giống kháng bệnh có năng suất cao trong thời gian ngắn Ngay cả trong điều kiện khi cây b bệnh, nuôi cấy mô được s dụng để phục hồi cây khỏe mạnh từ cây b bệnh bằng cách lấy mô phân sinh đỉnh hoặc nách

Điều này được thực hiện bởi vì mô phân sinh luôn không có mầm bệnh do thiếu nguồn cung cấp mạch máu Quá trình s dụng mô phân sinh để nhân giống được gọi là nuôi cấy mô phân sinh Việc nuôi cấy

mô phân sinh đã được thực hiện thành công trên các loại cây trồng như chuối, mía, khoai tây Có nhiều ưu điểm của nuôi cấy mô như sau Một số lượng lớn cây trồng có thể được trồng trong một khoảng thời gian ngắn Cây khỏe mạnh có thể được trồng từ cây b bệnh Có thể nhân giống cây không hạt Nó hữu ích khi không thể sinh sản hữu tính

Video 2: Introduction into 3D cell culture with Alvetex Scaffold

Alvetex Scaffold REAL 3D cell culture: Delivering powerful

improvements over conventional 2D cell cuture

Tissues are made of highly complex 3D arrangements of cells

Maintaining the 3D structure of a cell is a key challenge in cell

culture

Limitations of 2D cell culture

In conventional 2D cell culture, the structure of the cells changes as

they grow Cells distort and flatten, forming a simple monolayer Up

to 50% of each cell may be in contact with the medium Up to 50%

of each cell may be in contact with the plastic Surface where no

direct cell-to-cell contact is made Cell-to-cell interactions are

therefore virtually eliminited

Alvetex Scaffold revolutionises cell culture

A unique, highly porous polystyrene scaffold Cells permeate freely

into the scaffold Cells can form complex tissue-like 3D structures

Alvetex Scaffold Nuôi cấy tế bào REAL 3D: Mang lại những cải tiến mạnh mẽ so với tế bào 2D thông thường

Các mô được tạo thành từ sự sắp xếp 3D rất phức tạp của các tế bào Duy trì cấu trúc 3D của tế bào là một thách thức chính trong nuôi cấy

tế bào

Hạn chế của nuôi cấy tế bào 2D

Trong nuôi cấy tế bào 2D thông thường, cấu trúc của các tế bào thay đổi khi chúng lớn lên Các tế bào biến dạng và d t lại, tạo thành một lớp đơn giản Lên đến 50% của mỗi tế bào có thể tiếp xúc với môi trường Lên đến 50% của mỗi tế bào có thể tiếp xúc với nhựa Bề mặt không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa các tế bào Do đó, các tương tác giữa tế bào với tế bào hầu như b loại bỏ

Alvetex Scaffold cách mạng hóa quá trình nuôi cấy tế bào

Một giàn giáo polystyrene độc đáo, có độ xốp cao Các tế bào thấm

tự do vào giàn giáo Các tế bào có thể hình thành các cấu trúc 3D giống mô phức tạp

Visualisation illustrates the benefits of 3D

Confocal imaging of cell cytosskeleton structure:

Trực quan hóa minh họa lợi ích của 3D

Hình ảnh đồng tâm của cấu trúc khung tế bào:

Paper 1: Application of animal cell culture review

Disadvantages of animal cell culture

1 Expenditure and expertise: This is a specialized technique that

requires aseptic conditions, trained personnel, and costly equipment

2 Dedifferentiation: Cell characteristics can change after a period of

continuous growth of cells in cultures, leading to differentiated

properties compared to the original strain

3 Low amount of product: The miniscule amount of mAB and

recombinant protein produced followed by downstream processing

for extracting pure products increases expenses tremendously

4 Contamination: Mycoplasma and viral infection are difficult to

detect and are highly contagious

5 Instability: Aneuploidy chromosomal constitution in continuous

cell lines leads to instability

In addition, this system cannot replace the complex live animal for

testing the response of chemicals or the impact of vaccines or toxins

Nhược điểm của nuôi cấy tế bào động vật

1 Chi phí và chuyên môn: Đây là một kỹ thuật chuyên môn đòi hỏi điều kiện vô trùng, nhân viên được đào tạo và trang thiết b đắt tiền

2 Quá trình biệt hóa: Các đặc tính của tế bào có thể thay đổi sau một thời gian tế bào phát triển liên tục trong môi trường nuôi cấy, dẫn đến các đặc tính khác biệt so với chủng ban đầu

3 Lượng sản phẩm thấp: Lượng mAB và protein tái tổ hợp rất nhỏ được sản xuất sau quá trình x lý tiếp theo để chiết xuất các sản phẩm tinh khiết làm tăng chi phí rất nhiều

4 Lây nhiễm: Mycoplasma và nhiễm virus rất khó phát hiện và rất dễ lây lan

5 Tính không ổn đ nh: Cấu trúc nhiễm sắc thể lệch bội trong các dòng tế bào liên tục dẫn đến sự mất ổn đ nh

Ngoài ra, hệ thống này không thể thay thế động vật sống phức tạp để

th nghiệm phản ứng của hóa chất hoặc tác động của vắc-xin hoặc độc tố

Translational significance

In biomedical research, the use of animal and human cell cultures has

become beneficial for diverse applications It provides indispensable

tools for producing a number of products, including

biopharmaceuticals, mABs, and products for gene therapy In

addition, animal cell cultures provide adequate test systems for

studying biochemical pathways, intra- and intercellular responses,

pathological mechanisms, and virus production Some of the

applications of animal cell culture are discussed below

Ý nghĩa tịnh tiến

Trong nghiên cứu y sinh, việc s dụng nuôi cấy tế bào động vật và người đã trở nên có lợi cho các ứng dụng đa dạng Nó cung cấp các công cụ không thể thiếu để sản xuất một số sản phẩm, bao gồm dược phẩm sinh học, mAbs và các sản phẩm cho liệu pháp gen Ngoài ra, nuôi cấy tế bào động vật cung cấp các hệ thống th nghiệm đầy đủ để nghiên cứu các con đường sinh hóa, phản ứng trong và ngoài tế bào,

cơ chế bệnh lý và sản xuất vi rút Một số ứng dụng của nuôi cấy tế bào động vật được thảo luận dưới đây

Ethical issues

Despite considerable progress in the development of cell culture

techniques, the potential biohazards of working with animal and

human tissues presents a number of ethical problems, including

issues of procurement, handling, and ultimate use of material In

most countries, biomedical research is strictly regulated Legislation

varies considerably in different countries Research ethics

committees, animal ethics committees for animal-based research, and

institutional research boards for human subjects have a major role in

research governance

Some guidelines for the use of experimental or donor animals include

assurances of proper conditions for housing animals and minimal

pain or discomfort to any animal that is put to death or operated

upon

These guidelines apply to higher vertebrates and not to lower

vertebrates such as fish or other invertebrates

Vấn đề đạo đức

Mặc dù đã có những tiến bộ đáng kể trong việc phát triển các kỹ thuật nuôi cấy tế bào, nhưng các nguy cơ sinh học tiềm ẩn khi làm việc với các mô của động vật và người gây ra một số vấn đề về đạo đức, bao gồm các vấn đề về thu mua, x lý và s dụng vật liệu cuối cùng Ở hầu hết các quốc gia, nghiên cứu y sinh được quy đ nh chặt chẽ Pháp luật thay đổi đáng kể ở các quốc gia khác nhau Ủy ban đạo đức nghiên cứu, ủy ban đạo đức động vật cho nghiên cứu dựa trên động vật và ban nghiên cứu thể chế cho các đối tượng con người

có vai trò chính trong quản tr nghiên cứu

Một số hướng dẫn về việc s dụng động vật thí nghiệm hoặc động vật hiến tặng bao gồm đảm bảo các điều kiện thích hợp cho động vật nuôi nhốt và giảm thiểu đau đớn hoặc khó ch u cho bất kỳ động vật nào b giết hoặc phẫu thuật

Những hướng dẫn này áp dụng cho động vật có xương sống bậc cao

và không áp dụng cho động vật có xương sống bậc thấp như cá hoặc động vật không xương sống khác

Cytokines

Cytokines are proteins of the immune system that play a central role

in immune response Cytokines are produced as a result of immune

stimulus by various white blood cells Interferons (IFNs) were the

first family of cytokines to be discovered and used as

Use of fetal bovine serum in animal culture of media

Fetal bovine serum (FBS)-supplemented media are commonly used

in animal cell cultures In recent years, FBS production methods have

come under scrutiny because of animal welfare concerns FBS is

harvested from bovine fetuses taken from pregnant cows during

slaughter The common method of harvesting the fetus is by cardiac

puncture without any anesthesia This practice of harvesting FBS is

inhumane as it exposes the fetus to pain and/or discomfort In

addition to moral concerns, numerous scientific and technical

problems exist with regard to the use of FBS in cell culture Efforts

are now being made to reduce the use of FBS and replace it with

synthetic alternatives

In the case of human tissues, some considerations that need to be

addressed are as follows (Freshney, 2011):

1 Consent: Patient‘s and/or relative‘s approval of tissue use

2 Project summary: Explanation of the project, including the

purpose, outcome, and medical benefits of the research

3 Permission requests: Paperwork regarding possible use of the

tissues

4 Ownership: Establishment of ownership with regard to cell lines

and their derivatives

5 Patent issues: Commercial use of the tissues

Sử dụng huyết thanh bào thai bò trong môi trường nuôi cấy động vật

Môi trường bổ sung huyết thanh bào thai bò (FBS) thường được s dụng trong nuôi cấy tế bào động vật Trong những năm gần đây, các phương pháp sản xuất FBS đã được xem xét kỹ lưỡng vì những lo ngại về phúc lợi động vật FBS được thu hoạch từ bào thai bò lấy từ

bò mang thai trong quá trình giết mổ Phương pháp thu hoạch thai nhi phổ biến là chọc thủng tim mà không cần gây mê Việc thu hoạch FBS này là vô nhân đạo vì nó khiến thai nhi b đau và/hoặc khó ch u Ngoài những lo ngại về đạo đức, còn tồn tại nhiều vấn đề khoa học

và kỹ thuật liên quan đến việc s dụng FBS trong nuôi cấy tế bào Những nỗ lực hiện đang được thực hiện để giảm việc s dụng FBS

và thay thế nó bằng các giải pháp thay thế tổng hợp

Trong trường hợp mô người, một số cân nhắc cần được giải quyết như sau (Freshney, 2011):

1 Sự đồng ý: Sự chấp thuận của bệnh nhân và/hoặc người thân đối với việc s dụng mô

2 Tóm tắt dự án: Giải thích về dự án, bao gồm mục đích, kết quả và lợi ích y tế của nghiên cứu

3 Yêu cầu giấy phép: Giấy tờ liên quan đến khả năng s dụng khăn giấy

4 Quyền sở hữu: Xác lập quyền sở hữu đối với các dòng tế bào và dẫn xuất của chúng

5 Các vấn đề về bằng sáng chế: S dụng mô thương mại

Antiviral vaccines

Animal cell culture technology has played an important role in the

development of viral vaccine production The establishment of cell

culture technology in the 1950s and the consequent replacement of

live animals for the development of antigens have led to considerable

progress in bioprocess technology With the advent of DNA

technology, molecular manipulation of viruses has led to the

development of a recombinant vaccine against hepatitis B virus

(HBV) and several others potential vaccines that are in the final

phase of clinical trials Table 14.4 lists recombinant hepatitis B

vaccines in eukaryotic cells

Vắc-xin kháng vi-rút

Công nghệ nuôi cấy tế bào động vật đã đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển sản xuất vắc-xin virus Sự ra đời của công nghệ nuôi cấy tế bào vào những năm 1950 và việc thay thế động vật sống

để phát triển các kháng nguyên đã dẫn đến tiến bộ đáng kể trong công nghệ x lý sinh học Với sự ra đời của công nghệ DNA, thao tác phân t của vi-rút đã dẫn đến sự phát triển của vắc-xin tái tổ hợp chống vi-rút viêm gan B (HBV) và một số vắc-xin tiềm năng khác đang trong giai đoạn th nghiệm lâm sàng cuối cùng Bảng 14.4 liệt

kê vắc-xin viêm gan B tái tổ hợp trong tế bào nhân thực

Viral particles production by cell culture

Viral particle production by cell culture differs from the production

of molecules such as proteins, enzymes, and toxins by bacteria or

animal cells The product formation may not be related to the

development or growth of a cell and may occur through secondary

metabolic pathways, unlike virus production, which does not result

from secondary metabolic pathway Virus production occurs after the

viral infection directs cell machinery to perform viral particle

production

Two stages are involved in viral production:

1 Cell culture system: This requires the development of an efficient

system for conversion of the culture medium substrate in the cell

mass

2 Virus production: This phase differs from the infection phase and

has different nutritional and metabolic requirements A number of

immortalized cell lines are used for the industrial production of viral

vaccines Table 14.5 gives the cell lines used for vaccines

Sản xuất hạt virus bằng cách nuôi cấy tế bào

Quá trình sản xuất hạt virus bằng cách nuôi cấy tế bào khác với quá trình sản xuất các phân t như protein, enzym và độc tố của vi khuẩn hoặc tế bào động vật Sự hình thành sản phẩm có thể không liên quan đến sự phát triển hoặc tăng trưởng của tế bào và có thể xảy ra thông qua con đường trao đổi chất thứ cấp, không giống như quá trình sản xuất vi rút, không phải do con đường trao đổi chất thứ cấp Quá trình sản xuất vi-rút xảy ra sau khi nhiễm vi-rút chỉ đạo bộ máy tế bào thực hiện quá trình sản xuất hạt vi-rút

Hai giai đoạn có liên quan đến sản xuất virus:

1 Hệ thống nuôi cấy tế bào: Điều này đòi hỏi phải phát triển một hệ thống hiệu quả để chuyển đổi cơ chất môi trường nuôi cấy trong khối

Production of virus-like particles

Most of the existing classical vaccines for viral disease are either

altered or chemically inactive live viruses However, incomplete

inactivation of a virus or reversion of an attenuated strain can risk

infection in vaccinated individuals Viruses with segmented genomes

with a high degree of genetic exchange can undergo re-assortment or

recombination of genetic material with viruses of different serotypes

in the vaccinated host, which can result in the production of new

variants of the virus Moreover, some live virus vaccines are

teratogenic; for example, Smithburn neurotropic strain (SNS)

(Smithburn, 1949) and MP12-attenuated (Caplen et al., 1985)

vaccine strains of the Rift Valley fever virus A new type of vaccine

that does not present the typical side effects of an attenuated or

inactivated viral vaccine has been made possible with the

development of rDNA technology

Virus-like particles (VLPs) are highly effective as they mimic the

overall structure of the virus; however, these particles lack the

infectious genetic material Capsid proteins can aggregate to form

core-like particles in the absence of nucleic acids These

spontaneously assembled particles are structurally similar to

authenticate viruses and are able to stimulate B-cell-mediated

immune responses In addition, VLPs stimulate a CD4- proliferative

response and cytotoxic T-lymphocyte response (Jeoung et al., 2011)

VLPs resemble and mimic virus structure and are able to elicit a

strong immune response without causing harm The major advantage

of VLPs is their simplicity and nonpathogenic nature They are

replication-deficient as they lack any viral genetic information, thus

eliminating the need for inactivation of the virus

Sản xuất các hạt giống như virus

Hầu hết các loại vắc-xin cổ điển hiện có cho bệnh do rút đều là rút sống đã b biến đổi hoặc không hoạt động về mặt hóa học Tuy nhiên, việc bất hoạt hoàn toàn vi-rút hoặc đảo ngược một chủng đã giảm độc lực có thể gây nguy cơ lây nhiễm ở những người được tiêm vắc-xin Vi-rút có bộ gen phân đoạn với mức độ trao đổi gen cao có thể trải qua quá trình tái tổ hợp hoặc tái tổ hợp vật liệu di truyền với vi-rút thuộc các kiểu huyết thanh khác nhau trong vật chủ được tiêm phòng, điều này có thể dẫn đến việc tạo ra các biến thể mới của vi-rút Hơn nữa, một số vắc xin vi rút sống gây quái thai; ví dụ, chủng vắc-xin hướng thần kinh Smithburn (SNS) (Smithburn, 1949) và vắc-xin MP12 suy yếu (Caplen et al., 1985) của vi-rút sốt Rift Valley Một loại vắc-xin mới không có tác dụng phụ điển hình của vắc-xin vi-rút giảm độc lực hoặc bất hoạt đã được tạo ra nhờ sự phát triển của công nghệ rDNA

vi-Các hạt giống vi-rút (VLP) có hiệu quả cao vì chúng bắt chước cấu trúc tổng thể của vi-rút; tuy nhiên, những hạt này thiếu vật liệu di truyền lây nhiễm Các protein capsid có thể tập hợp lại để tạo thành các hạt giống như lõi khi không có axit nucleic Các hạt được lắp ráp

tự phát này có cấu trúc tương tự như virus xác thực và có thể kích thích các phản ứng miễn d ch qua trung gian tế bào B Ngoài ra, VLPs kích thích phản ứng tăng sinh CD4 và phản ứng tế bào lympho

T gây độc tế bào (Jeoung et al., 2011)

Các VLP giống và bắt chước cấu trúc của vi-rút và có thể tạo ra phản ứng miễn d ch mạnh mẽ mà không gây hại Ưu điểm chính của VLPs

là tính chất đơn giản và không gây bệnh của chúng Chúng b thiếu khả năng sao chép vì chúng thiếu bất kỳ thông tin di truyền nào của virus, do đó loại bỏ nhu cầu vô hiệu hóa virus

This is important as inactivation treatments lead to epitope

modifications (Cruz et al., 2002) As the structural morphology of

VLPs is similar to the virus, the conformational epitopes presented to

the immune system are the same as for the native virus particles The

immune response/antibody reactivity in the case of VLPs is

significantly improved as VLPs present conformation epitopes more

similar to the native virus VLPs also induce a strong B-cell response

For broader and more efficient protection, it is possible to adapt one

or more antigens to the multimeric protein structure Another

advantage offered by VLPs is that they significantly reduce vaccine

costs as these can elicit a protective response at lower doses of

antigen

Vaccines based on virus-like particles

The FDA has approved VLP-based vaccines for HBV and HPV The

HBV vaccine was approved in 1986 and the HPV one in 2006 (Justin

et al., 2011) To generate immunogenic VLPs, the S gene is cloned

and expressed in a eukaryotic expression host such as yeast or

mammalian cells (e.g., CHO cell line) The mammalian cell culture

allows easy recovery because the cells are able to secrete the antigen

HBsAg The two companies producing CHO-based vaccines are the

French-based Pasteur-Merieux Aventis (Gene Hevac B) and the

Israeli-based SciGen (Sci-B-Vac) The Gene Hevac B vaccine

contains the HBsAg S protein and M protein, whereas Sci-B-Vac

contains the M and L proteins

Điều này rất quan trọng vì các phương pháp điều tr bất hoạt dẫn đến

s a đổi văn bia (Cruz et al., 2002) Vì hình thái cấu trúc của VLP tương tự như vi-rút, nên các biểu mô hình dạng được trình bày cho hệ thống miễn d ch cũng giống như đối với các hạt vi-rút bản đ a Phản ứng miễn d ch/phản ứng kháng thể trong trường hợp VLPs được cải thiện đáng kể vì VLPs thể hiện các epitope có cấu trúc giống với virus bản đ a hơn VLP cũng gây ra phản ứng mạnh mẽ của tế bào B

Để bảo vệ rộng hơn và hiệu quả hơn, có thể làm cho một hoặc nhiều kháng nguyên thích ứng với cấu trúc protein đa phân t Một ưu điểm khác của VLPs là chúng giảm đáng kể chi phí vắc-xin vì chúng có thể tạo ra phản ứng bảo vệ ở liều lượng kháng nguyên thấp hơn

Vắc-xin dựa trên các hạt giống vi-rút

FDA đã phê duyệt vắc-xin dựa trên VLP cho HBV và HPV Vắc xin HBV đã được phê duyệt vào năm 1986 và vắc xin HPV vào năm

2006 (Justin et al., 2011) Để tạo ra các VLP sinh miễn d ch, gen S được sao chép và biểu hiện trong vật chủ biểu hiện sinh vật nhân thực chẳng hạn như tế bào nấm men hoặc động vật có vú (ví dụ: dòng tế bào CHO) Nuôi cấy tế bào động vật có vú cho phép phục hồi dễ dàng vì các tế bào có thể tiết ra kháng nguyên HBsAg Hai công ty sản xuất vắc-xin dựa trên CHO là Pasteur-Merieux Aventis (Gene Hevac B) có trụ sở tại Pháp và SciGen (Sci-B-Vac) có trụ sở tại Israel Vắc-xin Gene Hevac B chứa protein HBsAg S và protein M, trong khi Sci-B-Vac chứa protein M và L

Human papilloma virus vaccine

Viruses of the Papillomaviridae family are known to induce lesions

and warts and also cause cervical cancer Fifteen strains of

Papillomaviridae are known to cause cervical cancer HPV-16 is

considered a high-risk HPV type as the risk of cancer may be higher

than for other high-risk HPV types The two virally encoded proteins

of HPV are L1 and L2 L1 is the main capsid protein that forms the

outer shell of the virus L2 is found in the interior of the viral particle

and is less abundant

The recombinant L1 VLP is able to induce neutralizing antibodies in

animals Gardasil (the first HPV vaccine) was approved by the FDA

in 2006 This vaccine is manufactured by Merck and Co., Inc

Ceravarix, another HPV vaccine (manufactured by Glaxo

Smithkline), was approved by the FDA in 2009 It uses the

Trichoplusia ni (Hi-5) insect cell line infected with L1 recombinant

baculovirus (Jiang et al., 1998; Wang et al., 2000) A number other

VLP-based vaccines are in clinical trials These include the

anti-influenza A M2-HbcAg VLP vaccine (Clarke et al., 1987), two

antimalarial vaccine nicotine-Qβ VLPs (Maurer et al., 2005), and an

anti-AngIIQβ VLP The VLP production in mammalian cell lines and

Baculo cell lines of viruses infecting humans and other animals is

summarized in Table 14.6

Vắc xin vi rút u nhú ở người

Vi-rút thuộc họ Papillomaviridae được biết là gây ra các tổn thương

và mụn cóc và cũng gây ra ung thư cổ t cung Mười lăm chủng Papillomaviridae được biết là gây ung thư cổ t cung HPV-16 được coi là loại HPV nguy cơ cao vì nguy cơ ung thư có thể cao hơn so với các loại HPV nguy cơ cao khác Hai protein mã hóa của virus HPV là L1 và L2 L1 là protein capsid chính hình thành vỏ ngoài của virus L2 được tìm thấy bên trong hạt virus và ít phong phú hơn

L1 VLP tái tổ hợp có thể tạo ra các kháng thể trung hòa ở động vật Gardasil (vắc-xin HPV đầu tiên) đã được FDA chấp thuận vào năm

2006 Vắc-xin này được sản xuất bởi Merck and Co., Inc Ceravarix, một loại vắc-xin HPV khác (do Glaxo Smithkline sản xuất), đã được FDA chấp thuận vào năm 2009 Dòng tế bào côn trùng Trichoplusia

ni (Hi-5) b nhiễm baculovirus tái tổ hợp L1 (Jiang et al., 1998; Wang

et al., 2000) Một số vắc-xin dựa trên VLP khác đang được th nghiệm lâm sàng Chúng bao gồm vắc-xin A M2-HbcAg VLP chống cúm (Clarke và cộng sự, 1987), hai vắc-xin chống sốt rét nicotine-Qβ VLPs (Maurer và cộng sự, 2005) và vắc-xin chống AngIIQβ VLP Việc sản xuất VLP trong các dòng tế bào động vật có vú và các dòng

tế bào Baculo của virus lây nhiễm cho người và các động vật khác được tóm tắt trong Bảng 14.6

Pdf dài lắm liuliu hong soạn đâu :>

Watch the videos and read the papers in this section to discuss about:

1/ What is plant tissue culture?

Plant tissue culture was a new addition to the methods of plant breeding

that developed around the 1950s Since the conventional breeding

techniques could not fulfil the required demand of crops, tissue culture

came around as a grand leap in breeding practices It makes use of parts

of a plant to generate multiple copies of the plant in a very short

duration The technique exploits the property of totipotency of plant cell

which means that any cell from any part of the plant can be used to

generate a whole new plant Tissue culture is used to develop thousands

of genetically identical plants from one single parent plant known as

somaclones, and this process is known as micropropagation The

method offers an advantage over other methods as it can be used to

develop disease free plants from disease-rode plants by using their

meristems (apical and axillary) as explants

Types of Plant tissue culture

1 Seed Culture 4 Organ Culture

2 Embryo Culture 5 Protoplast Culture

3 Callus Culture 6 Anther Culture

The nutrient medium of Plant tissue culture:

1 Macronutrients – This includes elements like nitrogen (N),

phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), sulfur (S) which is

required for proper growth and morphogenesis

2 Micronutrients – Elements like iron (Fe), manganese (Mn), zinc (Zn)

etc., which are also crucial to the growth of tissues

3 Carbon or Energy source – This is one of the most crucial ingredients

of the nutrient media Sucrose is the most widely used carbon source

among other carbohydrates that serve to provide C, H, and O

4 Vitamins, amino acids, and other inorganic salts

1/ Nuôi cấy mô thực vật là gì?

Nuôi cấy mô thực vật là một bổ sung mới cho các phương pháp nhân giống cây trồng được phát triển vào khoảng những năm 1950 Vì các kỹ thuật nhân giống thông thường không thể đáp ứng nhu cầu cần thiết của cây trồng, nuôi cấy mô đã xuất hiện như một bước nhảy vọt trong thực hành nhân giống Nó s dụng bộ phận của cây để tạo ra nhiều bản sao trong thời gian rất ngắn Kỹ thuật này khai thác đặc tính toàn năng của

tế bào thực vật, nghĩa là bất kỳ TB nào từ bộ phận nào của cây đều có thể được s dụng để tạo ra một cây hoàn toàn mới Nuôi cấy mô được

s dụng để phát triển hàng ngàn cây giống hệt nhau về mặt di truyền từ một cây m duy nhất được gọi là somaclone và quá trình này gọi là vi nhân giống Mang lại lợi thế so với các phương pháp khác vì nó có thể được s dụng để phát triển cây sạch bệnh từ cây b bệnh gặm nhấm bằng cách s dụng mô phân sinh của chúng (đỉnh và nách) làm mẫu cấy Các loại nuôi cấy mô thực vật

1 Nuôi cấy hạt giống4 Nuôi cấy nội tạng

2 Nuôi cấy phôi 5 Nuôi cấy nguyên sinh

3 Nuôi cấy mô s o 6 Nuôi cấy bao phấn Môi trường dinh dưỡng nuôi cấy mô thực vật:

1 Các chất dinh dưỡng đa lượng – Điều này bao gồm các nguyên tố như nitơ (N), phốt pho (P), kali (K), canxi (Ca), lưu huỳnh (S) cần thiết cho

4 Vitamin, axit amin và muối vô cơ khác

2/ What is animal tissue culture?

Cell culture is the technique where cells are allowed to grow under

controlled conditions, usually outside of their natural environment

Likewise, animal cell culture is a technique in which the cells are

removed and are allowed to grow in a favorable artificial

environment The removal of tissue can either take place from tissue

directly or from disaggregation by enzymatic or mechanical means

before culture, or they may be originated from a cell line or cell strain

that has been established earlier Even if the basic mammalian/animal

cell culture techniques are similar to those that are applied to

bacteria, fungi, and yeast, there are however some characteristic

differences Usually, mammalian cells are found to be more delicate

and more susceptible to mechanical damage They have lesser growth

rates and need more complex culture media along with special

substrates

Media Composition for animal cell culture: The basic components

for the animal cell culture: Sources of Energy: Glucose, Fructose,

Amino acids; nitrogen sources: Amino acids; vitamins: Usually,

water soluble vitamins B & C; inorganic salts: Na+, K+, Ca2+, Mg2+;

fat and fat soluble components: Fatty acids, cholesterols; antibiotics;

growth factors and hormones; oxygen and CO2 concentration;

physical environment: The physical environment consists of the

optimum pH, temperature, osmolality and gaseous environment,

supporting surface and protecting the cells from chemical, physical,

and mechanical stresses CO2 incubators are employed and designed

to resemble the environmental conditions of the living cells

For the culture of animal cells, serum is necessary and contains

growth factors that promote cell proliferation

Nuôi cấy tế bào là kỹ thuật cho phép các tế bào phát triển trong các điều kiện được kiểm soát, thường là bên ngoài môi trường tự nhiên của chúng Tương tự như vậy, nuôi cấy tế bào động vật là một kỹ thuật trong đó các tế bào được loại bỏ và được phép phát triển trong môi trường nhân tạo thuận lợi Việc loại bỏ mô có thể diễn ra trực tiếp từ mô hoặc từ quá trình phân tách bằng phương pháp cơ học hoặc enzym trước khi nuôi cấy, hoặc chúng có thể bắt nguồn từ một dòng tế bào hoặc dòng tế bào đã được thiết lập trước đó Ngay cả khi các kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật có vú/động vật cơ bản tương tự như các kỹ thuật áp dụng cho vi khuẩn, nấm và nấm men, tuy nhiên vẫn có một số khác biệt đặc trưng Thông thường, các tế bào động vật

có vú mỏng manh hơn và dễ b tổn thương cơ học hơn Chúng có tốc

độ tăng trưởng thấp hơn và cần môi trường nuôi cấy phức tạp hơn cùng với chất nền đặc biệt

Thành phần môi trường cho nuôi cấy tế bào động vật: Các thành phần cơ bản cho nuôi cấy tế bào động vật: Nguồn năng lượng: Glucose, Fructose, Axit amin; nguồn nitơ: Axit amin; vitamin: Thông thường, vitamin tan trong nước B & C; muối vô cơ: Na+, K+, Ca2+, Mg2+; chất béo và các thành phần hòa tan trong chất béo: Axit béo, cholesterol; kháng sinh; yếu tố tăng trưởng và kích thích tố; nồng độ oxy và CO2; môi trường vật lý: Môi trường vật lý bao gồm độ pH, nhiệt độ, độ thẩm thấu và môi trường khí tối ưu, hỗ trợ bề mặt và bảo

vệ tế bào khỏi các áp lực hóa học, vật lý và cơ học Tủ ấm CO2 được

s dụng và thiết kế giống với điều kiện môi trường của các tế bào sống

Đối với nuôi cấy tế bào động vật, huyết thanh là cần thiết và chứa các yếu tố tăng trưởng thúc đẩy sự tăng sinh tế bào

3/ What are the difference in 2D and 3D?

2D cell culture remains the most common method of growing cells

Cells are seeded on flat surfaces (typically Petri dishes, flasks or

plates), where supporting media encourages proliferation and cells

grow in a monolayer (Figure 1) For many years, 2D cell culture has

offered scientists a simple and low-cost method to maintain cells and

perform experiments; such as testing cellular responses to drug

candidates

cells in 3D cell culture can interact with their surroundings in all three dimensions In 3D culture, cells often grow to form spheroids - cells that arrange themselves during proliferation into sphere-like formations (Figure 1) 3D cell cultures can be prepared using a support known as a scaffold which allows growth in all directions Examples of scaffolds include hydrogels, polymeric hard materials, and hydrophilic glass fibre1 In scaffold-based 3D cultures using an extracellular matrix (ECM), cells are embedded into the matrix whereas hard polymer scaffolds can provide the physical support of a specialized tissue such as skin, tendons, or bones (Figure 1)

Table 1 A comparison between 2D and 3D cell cultures Table reproduced from Kapałczyńska et al (2018)Cells4

Cell morphology and polarity (Figure 2) Flat, stretched, partially polarised

Cell-cell and cell-environment interactions

Limited ability to interact with each other and the extracellular environment

Interactions mimic in vivo interactions

Access to essential compounds

Unlimited access to essential compounds (e.g., nutrients and metabolites)

Variable access to essential compounds as gradients are a consequence of the 3D structure

Gene and protein expression Expression patterns are often

different from in vivo models

Expression pattens can be similar to in vivo models

Cost of maintaining culture

Reagents and consumables for 2D culture are usually widely available and inexpensive

3D cell culturing is expensive with fewer commercially available components

3/ What are the difference in 2D and 3D?

Nuôi cấy tế bào 2D vẫn là phương pháp phổ biến nhất để phát triển tế

bào Các tế bào được gieo hạt trên các bề mặt phẳng (điển hình là đĩa

Petri, bình hoặc đĩa), nơi môi trường hỗ trợ khuyến khích sự tăng sinh

và các tế bào phát triển trong một lớp đơn Trong nhiều năm, nuôi cấy

tế bào 2D đã cung cấp cho các nhà khoa học một phương pháp đơn

giản và chi phí thấp để duy trì tế bào và thực hiện các thí nghiệm;

chẳng hạn như kiểm tra phản ứng của tế bào đối với các ứng c viên

da, gân hoặc xương

Bảng 1 So sánh giữa nuôi cấy tế bào 2D và 3D Bảng sao chép từ Kapałczyńska et al (2018)

Hình thái tế bào và phân cực Các tế bào phẳng, kéo dài, phân cực

một phần trong lớp đơn

Hình thái học phản ánh cấu trúc mô tự nhiên và sự phân cực của tế bào

Tính đại diện của các điều kiện in vivo Không bắt chước cấu trúc tự nhiên Cấu trúc 3D là đại diện của tổ chức mô

Tương tác tế bào-tế bào và tế bào-môi trường Khả năng tương tác với nhau và với môi trường ngoại bào b hạn chế Tương tác bắt chước tương tác in vivoTiếp cận các hợp chất thiết yếu

Truy cập không giới hạn vào các hợp chất thiết yếu (ví dụ: chất dinh dưỡng và chất chuyển hóa)

Khả năng truy cập thay đổi vào các hợp chất thiết yếu dưới dạng độ dốc là hệ quả của cấu trúc 3D

Biểu hiện gen và protein Các mẫu biểu hiện thường khác với

các mẫu in vivo

Pattens biểu hiện có thể tương tự như các

mô hình in vivoChi phí duy trì nuôi cấy

Thuốc th và vật tư tiêu hao cho nuôi cấy 2D thường có sẵn rộng rãi

và không tốn kém

Nuôi cấy tế bào 3D rất tốn kém với ít thành phần thương mại hơn

4/ What is applications of plant tissue culture?

Plant tissue culture (PTC) has immensely contributed in the field of

science for the last 100 years, particularly, in the latter half of the

20th century after the discovery of somatic embryogenesis and other

associated findings/techniques The technique is highly reliable in

taping the economic potentials of medicinal and crop plants PTC

also plays a pivotal role in industry, agriculture, and plant breeding as

it complements crop production through micropropagation, synthetic

seed formation, somaclonal variation, hybridization, genetic

transformation, haploid culture, pathogen eradication, and by

preserving germplasm The amendment of biotic, abiotic elicitors in

media, precursor feeding, immobilization, the use of bioreactors in

synthesizing and enriching phytocompounds and their commercial

production in industry has also been highlighted Besides, the PTC

releases the pressure of overexploitation of medicinally important

plants growing naturally, by providing the alternative way of

production of economical plants or plant parts at large scale in

laboratory under controlled conditions In this chapter, the role of

PTC in medicinal and crop plant production and improvement is

summarized; the various ways including Agrobacterium

Nuôi cấy mô thực vật (PTC) đã đóng góp to lớn trong lĩnh vực khoa học trong 100 năm qua, đặc biệt là vào n a sau của thế kỷ 20 sau khi phát hiện ra sự hình thành phôi soma và các phát hiện/kỹ thuật liên quan khác Kỹ thuật này có độ tin cậy cao trong việc khai thác tiềm năng kinh tế của cây thuốc và cây trồng PTC cũng đóng một vai trò quan trọng trong công nghiệp, nông nghiệp và nhân giống cây trồng

vì nó bổ sung cho sản xuất cây trồng thông qua vi nhân giống, hình thành hạt tổng hợp, biến thể soma, lai tạo, biến đổi gen, nuôi cấy đơn bội, loại bỏ mầm bệnh và bằng cách bảo tồn nguồn gen Việc s a đổi các chất kích thích sinh học, phi sinh học trong môi trường, cho ăn tiền chất, cố đ nh, s dụng các lò phản ứng sinh học trong tổng hợp

và làm phong phú các hợp chất thực vật và sản xuất thương mại của chúng trong công nghiệp cũng đã được nhấn mạnh Bên cạnh đó, PTC giải phóng áp lực khai thác quá mức các loại cây dược liệu quan trọng mọc tự nhiên, bằng cách cung cấp phương pháp sản xuất thay thế các loại cây hoặc bộ phận của cây kinh tế ở quy mô lớn trong phòng thí nghiệm trong điều kiện được kiểm soát Trong chương này, vai trò của PTC trong sản xuất và cải tiến cây thuốc và cây trồng

được tóm tắt; nhiều cách khác nhau bao gồm Agrobacterium

5/ What is applications of animal tissue culture?

Animal cell culture has found use in diverse areas, from basic to

advanced research It has provided a model system for various

research efforts:

1 The study of basic cell biology, cell cycle mechanisms, specialized

cell function, cell–cell and cell–matrix interactions

2 Toxicity testing to study the effects of new drugs

3 Gene therapy for replacing nonfunctional genes with functional

gene-carrying cells

4 The characterization of cancer cells, the role of various chemicals,

viruses, and radiation in cancer cells: study the differences in cancer

cells and normal cells as cancer cells can also be cultured

5 Production of vaccines, mABs, and pharmaceutical drugs:

- Animal cell culture is an important technique used for the

development of viral vaccine production

- The technique has been used for the development of a recombinant

vaccine against hepatitis B and poliovirus

- Immortalized cell lines are used for the large-scale or industrial

production of viral vaccines

6 Production of viruses for use in vaccine production (e.g., chicken

pox, polio, rabies, hepatitis B, and measles)

7 Recombinant proteins: Animal cell cultures can also be used for

the production of recombinant therapeutic proteins like cytokines,

hematopoietic growth factors, growth factors, hormones, blood

products, and enzymes Some of the common animal cell lines used

for the production of these proteins are baby hamster kidney and

CHO cells

Nuôi cấy tế bào động vật đã được s dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ nghiên cứu cơ bản đến nâng cao Nó đã cung cấp một hệ thống mô hình cho các nỗ lực nghiên cứu khác nhau:

1 Nghiên cứu về sinh học cơ bản của tế bào, cơ chế chu kỳ tế bào, chức năng chuyên biệt của tế bào, tương tác tế bào-tế bào và tế bào-

ma trận

2 Th độc chất để nghiên cứu tác dụng của thuốc mới

3 Liệu pháp gen thay thế gen không có chức năng bằng tế bào mang gen có chức năng

4 Đặc điểm của tế bào ung thư, vai trò của các loại hóa chất, virut, tia xạ trong tế bào ung thư: nghiên cứu sự khác biệt giữa tế bào ung thư và tế bào bình thường vì tế bào ung thư cũng có thể được nuôi cấy

5 Sản xuất vắc xin, mAbs, dược phẩm:

- Nuôi cấy tế bào động vật là một kỹ thuật quan trọng được s dụng

để phát triển sản xuất vắc xin virus

- Kỹ thuật này đã được s dụng để phát triển vắc-xin tái tổ hợp chống lại vi-rút viêm gan B và vi-rút bại liệt

- Các dòng tế bào bất t được s dụng để sản xuất vắc-xin virus quy

mô lớn hoặc công nghiệp

6 Sản xuất vi rút để sản xuất vắc xin (ví dụ: thủy đậu, bại liệt, dại, viêm gan B, sởi)

7 Protein tái tổ hợp: Nuôi cấy tế bào động vật cũng có thể được s dụng để sản xuất protein điều tr tái tổ hợp như cytokine, yếu tố tăng trưởng tạo máu, yếu tố tăng trưởng, hormone, sản phẩm máu và enzyme Một số dòng tế bào động vật phổ biến được s dụng để sản xuất các protein này là thận của chuột đồng con và tế bào CHO

ESSENTIAL VOCABULARY

Tuần 5: Enzyme

1 Introduction:

Enzymes are protein molecules (except ribozymes which are

RNA molecules) that catalyze biochemical reactions In

enzymatic reactions, the molecules at the beginning of the

process, called substrates, are converted into different molecules,

the products The enzymes speed up the reaction by forming

transition state com- plexes with the substrate which reduces the

activation energy of the reaction Enzymes are attractive for

industrial purposes because they are efficient and selective in the

chemistries they accelerate and they act in a similar way to the

inorganic catalysts used in the chemical industry

Enzyme technology is an interdisciplinary field, and enzymes

are routinely used in many environmental friendly industrial

sectors Recent advancements in biotechnology, especially in

the areas of genetics and protein engineering, have opened a

new arena for the application of enzymes in many industrial

processes The industrial enzymes represent the heart of

biotechnology processes A series of major R&D initiatives

have seen not only the development of a number of new

products but also improvements in the process and

performance of several existing processes Almost all processes

in a biological cell need enzymes to occur at significant rates

Since enzymes are selective for their substrates and speed up

only a few reactions from among many possibilities, the set of

enzymes made in a cell determines which metabolic pathways

occur in that cell

Enzyme là các phân t protein (ngoại trừ ribozyme là các phân

t RNA) xúc tác các phản ứng sinh hóa Trong các phản ứng enzyme, các phân t ở đầu quá trình, được gọi là cơ chất, được chuyển đổi thành các phân t khác nhau, các sản phẩm Các enzyme tăng tốc độ phản ứng bằng cách hình thành các phức trạng thái chuyển tiếp với cơ chất làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng Enzyme rất hấp dẫn cho các mục đích công nghiệp vì chúng hiệu quả và chọn lọc trong các chất hóa học

mà chúng tăng tốc và chúng hoạt động theo cách tương tự như các chất xúc tác vô cơ được sd trong công nghiệp hóa chất Công nghệ enzyme là một lĩnh vực liên ngành và enzyme thường được s dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp thân thiện với môi trường Những tiến bộ gần đây trong công nghệ sinh học, đặc biệt là trong lĩnh vực di truyền và kỹ thuật protein, đã mở ra một lĩnh vực mới cho việc ứng dụng enzym trong nhiều quy trình công nghiệp Các enzym công nghiệp đại diện cho trái tim của các quá trình công nghệ sinh học Một loạt các sáng kiến R&D lớn đã chứng kiến không chỉ sự phát triển của một số sản phẩm mới mà còn cả những cải tiến trong quy trình và hiệu suất của một số quy trình hiện có Hầu như tất cả các quá trình trong một tế bào sinh học đều cần đến các enzym để xảy ra với tốc độ đáng kể Vì các enzym có tính chọn lọc đối với cơ chất của chúng và chỉ tăng tốc một số phản ứng trong số nhiều khả năng, nên tập hợp các enzym được tạo

ra trong một tế bào sẽ xác đ nh con đường trao đổi chất nào xảy ra trong tế bào đó