TẠO ĐỘNG VẬT BIẾN ĐỔI GEN

Trang 1

TẠO ĐỘNG VẬT BIẾN ĐỔ I GEN

Nhóm 6

Trang 3

Động vật biến đổi gen

• Động vật biến đổi gen có thể được định nghĩa là những cá thể chứa các bản sao của một trình tự gen được thêm vào một cách nhân tạo, theo chủ ý

Trang 4

Vì sao phải tạo động vật biến đổi gen ?

• Tạo mô hình động vật bị bệnh người để tìm hiểu cơ chế gây bệnh

• Kiểm tra các liệu pháp trị bệnh mới

• Nghiên cứu chức năng của gen

• Tạo sản phẩm trong cơ thể động vật (cơ quan nội tạng, thịt, sữa…)

Trang 5

Quá trình tạo động vật biến đổi gen

Thiết kế gen chuyển

Chuyển gen vào tế bào (động vật)

Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen trong

cơ thể Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen trong

cơ thể

Trang 6

Thiết kế gen đột biến

• Đột biến điểm định hướng

Một gen đã biết rõ trình tự nucleotide, có thể thay đổi các nucleotide tùy ý

_ Làm mất hoặc thêm trình tự

_ Thay thế một nucleotide này bằng một hay nhiều nucleotide khác

Trang 8

Enhancer Promoter SI

G

SI

Cấu trúc của một gen chuyển biểu hiện

• Để gen chuyển có thể biểu hiện thì cấu trúc của gen phải có.

• Enhancer: là 1 đoạn DNA ngắn, có thể gắn với protein (còn gọi là nhân tố hoạt động trans) làm tăng mức độ phiên mã của gen mục tiêu trong 1 nhóm gen Không phụ thuộc vào vị trí và định hướng của gen.

• Promoter: trình tự khởi đầu phiên mã.

• SIG: trình tự nhận biết

• AAA: đuôi polyA đảm bảo thích hợp cho quá trình phiên mã và dịch mã.

Trang 9

cơ thể

Trang 10

Chuyển gen vào tế bào

Các kỹ thuật chuyển gen vào tế bào:

 Vi tiêm

 Chuyển gen nhờ virus

 Biến đổi tế bào gốc phôi (ES)

 Chuyển gen thông qua tinh trùng

 Sử dụng xung điện

 Dùng hóa chất (calcium phosphate)

 Chuyển gen thông qua liposome

Trang 11

Vi tiêm

• Các bước tạo động vật chuyển gen bằng vi tiêm :

• Thực hiện kĩ thuật thụ tinh ống nghiệm tạo hợp tử.

• Thiết kế vector mang gen cần chuyển và thực hiện vi tiêm vector mang gen đích vào nhân nguyên đực

• Nuôi cấy in vitro cho hợp tử phát triển đến giai đoạn túi phôi.

• Cấy chuyển túi phôi đã chuyển gen vào tử cung của động vật cái nhận phôi

• Căn cứ vào gen chỉ thị và hoạt động của các gen tái tổ hợp, thực hiện các kĩ thuật phân tử để kiểm tra và lựa chọn các cá thể con được chuyển gen.

Trang 12

Vi tiêm (microinjection)

Trang 13

Chuyển gen nhờ virus (virus mediated)

Trang 14

Chuyển gen nhờ virus

Sơ đồ genome của retrovirus

gag mã hóa protein lõi, capsid và nucleprotein pol mã hóa enzyme phiên mã ngược và enzyme hợp nhất env mã hóa protein cấu trúc vỏ virus

Trình tự ψ (psi) nhận diện đóng gói

LTR vùng lặp lại nối dài

Trang 15

Chuyển gen nhờ virus

Trang 16

Quá trình tạo một vector virus có thể tóm tắt như sau:

- Tạo vector tái tổ hợp bằng cách thay thế các gen mã hóa protein vỏ bằng đoạn gen cần chuyển.

- Tạo đoạn gen mã hóa protein vỏ.

- Chuyển các đoạn vừa tạo vào tế bào động vật mà sau này muốn chuyển gen.

- Đoạn vector tái tổ hợp do có trình tự ψ (psi) nhận diện đóng gói sẽ được đóng gói với các

protein vỏ và tạo thành một vector virus hoàn chỉnh.

Trang 17

Biến đổi tế bào gốc phôi (ES)

-Nuôi cấy các tế bào gốc phôi được lấy từ túi phôi

- Các tế bào gốc phôi được chuyển nhiễm với vector mang gen muc tiêu

- Chọn lọc tế bào mang gen mục tiêu

- Tiêm tế bào mang gen chuyển vào túi phôi nhận

Trang 18

Biến đổi tế bào gốc phôi (ES)

Trang 20

cơ thể

Trang 21

Biểu hiện gen chuyển và bất hoạt gen

• Tái tổ hợp tương đồng

Trang 22

• Hệ thống Cre-loxP

• Hệ tái tổ hợp Cre-loxP xuất xứ từ yếu tố di truyền của thực khuẩn thể P1

• Các con chuột có chứa loxP lai với một con chuột biến đổi gen mang một loại tế bào cụ thể

promoter kiểm soát biểu hiện của Cre recombinase, gây ra sự tái tổ hợp giữa các vị trí loxP Sự tái tổ hợp Cre-loxP là kéo lại gần nhau hai vùng loxP ở xa nhau, cắt bằng Cre ricombinaza vùng đệm giữa các trình tự lặp, trao đổi và kết nối các sợi DNA để tạo phân tử DNA tái tổ hợp.

Trang 23

Cell-type-specific gene knockouts using the loxP-Cre recombination system

Trang 25

• RNA interference

• Sự can thiệp của RNA (RNAi) là hiện tượng RNA tác động như là cơ chế có thể làm “im lặng” gen sau phiên mã, đáp ứng lại khi có các RNA mạch đôi trong tế bào

Trang 26

• Cơ chế hoạt động của RNAi gồm các bước sau:

• Các dsRNA (double strand RNA) dài được cắt thành các phân tử siRNA (small interfering RNA) dài khoảng 21 nucleotide bởi enzym Dicer.

• Sát nhập các phân tử nói trên vào phức hợp làm “im lặng” cảm ứng RNA-RISC

(RNA-interfering silencing complex) đã được hoạt hóa từ dạng tiềm tàng RISC.

• Các RISC với siRNA mạch đơn bổ trợ các trình tự mRNA mục tiêu và cắt RNA mục tiêu này Kết quả của việc cắt này dẫn đến “knock-down” sự biểu hiện của gen và chức năng của nó.

Trang 29

Chiến lược định hướng gen

• Knock out

• Knock in

• Knock down

Trang 30

• Là kĩ thuật bất hoạt gen với cấu trúc DNA thích hợp thông qua sự tái tổ hợp tương đồng

• Thường dùng để nghiên cứu chức năng của gen

• Phương pháp knock out phổ biến là dùng vector thay thế

Knock-out

Trang 31

• Là kĩ thuật thay thế một gen, bằng phiên bản đột biến của cùng gen đó thông qua sự tái tổ hợp tương đồng.

• Thường được ứng dụng tạo các động vật mang bệnh

Knock-in

Trang 32

 Là kĩ thuật làm giảm sự biểu hiện của gen

• Phương pháp knock down được dùng là sử dụng RNAi

• Dùng đểnghiên cứu về gen đã biết trình tự nhưng không biết hay chưa

rõ về chức năng

Knock-down

Trang 33

Động vật nhận Gen và chức năng của chúng

Bò

b-GH

Các động vật biến đổi gen thành công

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	2,14 MB