Chuong 1 mo dau

Công nghệ sinh học là gì ?Biotechnology – sử dụng sinh vật, hoặc sản phẩm của sinh vật để tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết các vấn đề phục vụ lợi ích con người... Công nghệ sinh học là g

Công nghệ sinh học là gì ?

Biotechnology – sử dụng sinh vật, hoặc sản phẩm

của sinh vật để tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết các vấn đề phục vụ lợi ích con người

• Ví dụ

• Lên men (tạo rượu, bánh mì, bia, pho mai,…

• Chọn giống (cây trồng, vật nuôi, vi sinh vật,…)

• Sử dụng kháng sinh

• Chọn tạo giống

• Đặc điểm nào của Casper làm nó trở thành sinh vật

mô hình nghiên cứu sự di căn của tế bào ung thư so với cá bình thường?

Zebrafish bình thường "Casper" zebrafish

Công nghệ sinh học là gì ?

Công nghệ sinh học là gì ?

(Nature, 2011)

Công nghệ sinh học là gì ?

• Công nghệ sinh học hiện đại

• Tạo dòng gen

• Công nghệ di truyền

• Kỹ thuật DNA tái tổ hợp

• Dự án giải mã Bộ gen người

Ứng dụng Công nghệ sinh học

• Công nghệ sinh học “hiện đại”

• Kỹ thuật tái tổ hợp DNA khởi đầu ngành công nghiệp sinh học hiện đại

Ứng dụng Công nghệ sinh học

CNSH vi sinh

• Tạo các enzyme tốt hơn

• Tạo các quá trình xử lý rác thải quy mô công nghiệphiệu quả hơn

• Sản xuất số lượng lớn các protein quan trọng phục

vụ y dược

 đề xuất của bạn

CNSH nông nghiệp

• 2050: 9.1 tỉ người (FAO)

• Tăng 70% nhu cầu lương thực

 đề xuất các phương án giải quyết

CNSH nông nghiệp

• Cây trồng biến đổi di truyền thích ứng biến đổi khíhậu cho năng suất cao

• Chống chịu sâu bệnh

• Lương thực có hàm lượng protein và vitamin cao

• Phát triển thuốc từ cây trồng

• Giảm chi phí sản xuất và mở rộng diện tích

CNSH nông nghiệp

• Đề xuất tạo ra giống bắp tốt hơn

• Giải quyết mâu thuẫn giữa trồng cây lương thực vàcây tạo nhiên liệu sinh học

CNSH động vật

• Nguồn protein cần thiết cho cuộc sống

• Kháng thể

• Động vật chuyển gene

• Mô hình nghiên cứu cơ bản

• Nghiên cứu “knockout” gene

• Thiết kế và thử nghiệm thuốc và liệu pháp di truyền

• Nhân bản vô tính

• Nguồn cung cấp các cơ quan cấy ghép

CNSH động vật

• Động vật chuyển gene

• Sản xuất lượng lớn protein chữa bệnh cho người

• Sản xuất sữa chứa protein chữa bệnh từ con cái

• Câm lặng gene

• Vai trò và chức năng của gene

• Hiểu rõ chức năng của gene ở người

 Ví dụ ???

CNSH giải độc môi trường

(bioremediation)

• Xử lý và phân hủy các chất gây ô nhiễm tự nhiên và nhân tạo

• 1989 Exxon Valdez ở Alaska

• 2010 Deep Water Horizon

• Tìm vi khuẩn hoặc enzyme phân hủy dầu thô

• Các điều kiện tăng sinh vi khuẩn phân hủy dầu thô

CNSH giải độc môi trường (bioremediation)

CNSH thủy sản

• Nuôi trồng thủy sản: 50% người ăn cá

• Công nghệ di truyền

• Tạo loài kháng giun sán

• Vaccine chống lại virus tấn công cá hồi và các loại cá khác

• Cá hồi chuyển gene sản xuất hormone tăng trưởng

• Nguồn gene, protein, các chất thứ cấp quan

trọng

• Sinh vật phù du và ốc sên giàu chất chống ung thư

CNSH thủy sản

CNSH y dược

• Tế bào gốc: nuôi trong phòng thí nghiệm và xử lývới các chất hóa học khác nhau để chúng phát triểnthành các loại mô đặc thù cần thiết cho cấy ghép

 chữa tiểu đường, tổn thương tủy sống

 Ví dụ của bạn ???

CNSH y dược

CNSH điều hòa

Đảm bảo chất lượng (QA) sản phẩmKiểm soát chất lượng (QC)

• Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)

• Đột biến trong chuỗi DNA giữa các cá nhân.

• Nguyên nhân bệnh di truyền (hồng cầu hình lưỡi liềm).

• Xác định gen liên quan đến các bệnh bao gồm viêm khớp, đột qụy, ung thư, bệnh tim, tiểu đường và các bệnh về hành vi và cảm xúc.

• Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)

• Đột biến trong chuỗi DNA giữa các cá nhân.

• Nguyên nhân bệnh di truyền (hồng cầu hình lưỡi liềm).

• Xác định gen liên quan đến các bệnh bao gồm viêm khớp, đột qụy, ung thư, bệnh tim, tiểu đường và các bệnh về hành vi và cảm xúc.

SNPs

Thử thách sinh học của thế kỷ 21

• Microarray (gene chip)

• Tách chiết DNA từ bệnh nhân

• Đưa lên bảng xét nghiệm

• So sánh với mẫu bệnh và mẫu bình thường

• Pharmacogenomics

• Thiết kế thuốc và liệu pháp chữa trị theo bộ gene từng bệnh nhân.

• Hệ chuyển hóa (Metabolomics)

• Glucose, cholesterol, ATP, phân tử tín hiệu

• Có thể phân biệt giữa tiến trình bệnh và thích ứng sinh lý

Thử thách sinh học của thế kỷ 21

• Nanotechnology

Thử thách sinh học của thế kỷ 21

• Liệu pháp gene

• Thay thế gene sai hỏng bằng gene bình thường

• Có nhiều rào cản phải vượt qua để liệu pháp an toàn và hiệu quả

• Trở ngại

• Gene thay thế mang đến đúng vị trí trong cơ thể

• Ảnh hưởng dài hạn của gene thay thế?

• Tính chất protein của gene thay thế ?

Thử thách sinh học của thế kỷ 21

• Small interfering RNA (siRNA) bất hoạt gene tham

gia trong tiến triển bệnh

• Tế bào gốc (stem cell)

• Tế bào chưa trưởng thành, sinh trưởng và phân chia tạo nên các kiểu tế bào khác nhau

• Embryonic stem cell

ESC

Thử thách sinh học của thế kỷ 21

• Y học tái tạo

• Tế bào gốc của người bệnh được biến đổi di truyền tạo

cơ quan thay thế cơ quan bệnh

• Phân lập tế bào gốc trưởng thành từ người bệnh

• Biến đổi di truyền tế bào gốc bằng liệu pháp gene

• Đưa trở lại người bệnh chữa bệnh

• Tế bào gốc (stem cell)

• Tế bào chưa trưởng thành, sinh trưởng và phân chia tạo nên các kiểu tế bào khác nhau

• Embryonic stem cell

Lực lượng lao động CNSH

• CNSH là công nghiệp toàn cầu

• Tạo hơn 63 tỉ USD toàn cầu

• 40 tỉ USD thuốc ở US

Lực lượng lao động CNSH

• Công ty Biotech vs công ty dược phẩm

• Phát triển thuốc sử dụng sinh vật tạo thuốc

• Công ty Biotech còn tạo sản phẩm không phải là thuốc

Công ty CNSH hình thành như thế nào ?

Công ty khởi nghiệp với ít nhân viên được hỗ trợ bởi các khoản đầu tư mạo hiểm (từ các tổ chức tài

chính và các nhà tài trợ tư nhân được gọi là các nhà đầu tư thiên thần)

• Phải mất 10 năm để có được sản phẩm ra thị

trường với chi phí lớn!

• Những công ty mới thành lập được mua lại bởi công

ty lớn hơn

• Đưa thuốc gần thị trường = giá trị cho công ty

• Chào bán cổ phiếu lần đầu ra công chúng (IPO)

Việc làm thuộc công nghệ sinh học

• Nghiên cứu và phát triển: tiền lâm sàng, nghiên

cứu phát hiện, tin sinh học, an toàn phòng thí

nghiệm

• Các hoạt động: phát triển quá trình/sản phẩm, sản xuất

• Chất lượng: kiểm soát và đảm bảo chất lượng

• Nghiên cứu lâm sàng: nghiên cứu lâm sàng và các vấn đề về quản lý

• Tài chính và hành chính: tài chính, phát triển kinh doanh, quản trị, hệ thống thông tin, pháp lý, quản

lý cơ sở vật chất