Thực phẩm biến đổi gen

Lịch sử của thực phẩm biến đổi gen.- Các lĩnh vực thử nghiệm đầu tiên của thực vật biến đổi gen xảy ra ở Pháp và Mỹ trong năm1986, khi cây thuốc lá được tạo ra để đề kháng với thuốc d

CHÀO MỪNG CÔ VÀ

CÁC BẠN ĐẾN VỚI

BUỔI THUYẾT TRÌNH NHÓM 9

THỰC

PHẨM

BIẾN ĐỔI

GEN

MỤC LỤC:

I Lịch sử của thực phẩm biến đổi gen.

II Định nghĩa.

III.Tại sao phải sản xuất thực phẩm biến đổi gen.

IV Quy trình chuyển gen vào thực phẩm

IV.1 Các phương pháp chuyển gen vào tế bào thực vật.

IV.2 Các phương pháp chuyển gen vào tế bào động vật.

IV.3 Các phương pháp nhận biết và cấu trúc của thực phẩm biến đổi gen.

V Lợi ích, lo ngại về GMF và phương hướng giải quyết những lo ngại

về GMF

VII Một số sản phẩm tiêu biểu.

• TÀI LIỆU THAM KHẢO.

• I Lịch sử của thực phẩm biến đổi gen.

- Các lĩnh vực thử nghiệm đầu tiên của thực vật

biến đổi gen xảy ra ở Pháp và Mỹ trong

năm1986, khi cây thuốc lá được tạo ra để đề

kháng với thuốc diệt cỏ

- Năm 1987, Viện di truyền thực vật Ghent (Bỉ) ,

được thành lập bởi Marc Van Montagu và Jeff Schell, được các Công ty đầu tư để phát triển kỹ thuật di truyền trên cây thuốc lá với khả năng chịu côn trùng bằng cách thể hiện gen mã hóa cho protein diệt côn trùng từ loài vi khuẩn BT (Bacillus thuringiensis).

- Trung Quốc là quốc gia đầu tiên cho phép

thương mại hóa cây thuốc lá biến đổi gen kháng vi-rút vào năm 1992 Cây trồng biến đổi gen đầu tiên được chấp thuận cho bán tại Mỹ năm 1994 là cây cà chua FlavrSavr có thời gian bảo quản lâu

- Năm 1995, khoai tây biến đổi gen BT đã được phê duyệt an toàn của Cơ quan Bảo vệ môi trường, là cây trồng thực phẩm biến đổi gen đầu tiên được chấp

thuận tại Hoa Kỳ.

- Năm 2009 có 25 quốc gia nghiên cứu, sản xuất, nhập khẩu cây trồng biến đổi gen, trong đó chủ yếu là các nước phát triển và đang phát triển (15 nước) Diện

tích cây biến đổi gen khoảng 180 triệu ha, trong đó

Hoa Kỳ 62,5 triệu ha, Argentina 21 triệu ha, Brazil 15,8 triệu ha, Ấn Độ 7,6 triệu ha, Canada 7,6 triệu ha

Vậy thực phẩm biến đổi gen là

gì?

II Định nghĩa

-Thực phẩm biến đổi gen đổi gen

(GMF) là những thực phẩm có nguồn gốc từ sinh vật có vật liệu (DNA) di

truyền đã được thay đổi theo cách mà không xảy ra một cách tự nhiên, ví dụ như thông qua sự giới thiệu của một gen từ một sinh vật khác nhau…….

III Tại sao phải sản xuất thực

phẩm biến đổi gen?

IV.1 Các phương pháp chuyển gen vào

Chuyển gen thông qua Agrobacteriu

m

Chuyển gen thông qua virus

• a.1 Chuyển gen thông qua Agrobacterium.

• Hình 2:

*Ưu – nhược điểm của phương pháp.

- Ưu điểm:

+ Số bản sao của gene biến nạp được chuyển vào tế bào thực vật thấp do vậy, giảm tối thiểu sự không biểu hiện của gene được chuyển, tăng khả năng chuển gene bền vững, hiệu quả chuyển gene cao

+ Tránh được sự hình thành của các cây

chuyển gene khảm.

+ Kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện.

+ Không đòi hỏi thiết bị đắt tiền.

- Nhược điểm:

+ Phương pháp này được sử dụng thành công ở nhiều câu hai là mầm Nhưng hiệu quả chuyển gene ở các cây một là mầm còn thấp Trong khi nhiều cây một là mầm là những cây lương thực quan trọng như lúa, ngô, lúa

mỳ…….

a.2 Chuyển gen thông qua virus

Những tiêu chuẩn làm vector chuyển gen:

+ Hệ gen virus phải là AND.

+ Virus có khả năng di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác qua các lỗ ở vách tế bào.

+ Có khả năng mang đoạn AND( gen) mới, sau đó chuyển gene này vào tế bào thực vật + Có phổ ký chủ rộng ( trên nhiều loài cây) + Không gây tác hại đáng kể cho thực vật.

- Các loại virus được sử dụng hiện nay là: caulimovirus và geminivirus

b Chuyển gen trực

+ Đĩa này được gắn vào đầu một viên đạn lớn có kích

thước vừa khít đầu nong súng bắn gen.

+ Khi bắn, viên đạn lớn bị giữ lại còn vi đạn xuyên vào tế bào.

+ Sau khi bắn, tách các mô, tế bào và nuôi cấy invitro để tái sinh

• Ưu- nhược điểm:

- Ưu điểm: + Thao tác dễ dàng.

+ Có thể chyển vào nhiều loại

tế bào và mô.

+ Các tế bào được biến nạp có

tỉ lệ sống cao, cho phép đưa các gen vào tế bào

ở vị trí mong muốn.

- Nhược điểm: + Thiết bị đắt tiền.

+ Tần số biến nạp ổn định thấp

b.2 Nhờ hóa chất

• Là phương pháp chuyển gene vào

protoplast nhờ các chất hóa học như polyethylen glycol( PEG).

• Khi có mặt PEG , màng của

protonplast bị thay đổi và

protonplast có thể thu nhận DNA ngoại lai vào bên trong tế bào

- Ưu- nhược điểm:

- + Ưu điểm: Phương pháp chuyển gen

bằng hóa chất có thể áp dụng với nhiều loại thế bào thực vật.

Cùng một lúc có thể chuyển gen được vào nhiều tế bào.

+ Nhược điểm: tần sô chuyển gene thấp

do không kiểm soát được quá trình chuyển gene.

b.3 Bằng xung điện:

• * Nguyên lý: Trong công nghệ di truyền thực

vật, người ta sử dụng phương pháp xung điện

để chuyển gen vào protoplast thực vật Ở điện thế cao, trong thời gian ngắn có thể tạo ra các

lỗ trên màng tế bào trần (protoplast) làm cho ADN bên ngoài môi trường có thể xâm nhập vào bên trong tế bào Người ta chuẩn bị

protoplast với các plasmid tái tổ hợp đã mang gen mong muốn cần chuyển vào thực vật

* Ưu- nhược điểm:

- Ưu điểm: phương pháp áp dụng

được đối với hiều lọai thực vật.

- Nhược điểm: +Tỉ lệ các tế bào được chuyển gene còn thấp.

+Sức sống của tế bào giảm đột ngột, khó phục hồi

b.4 Bằng vi tiêm:

• Phương pháp này sử dụng vi kim tiêm và

kính hiển vi để đưa ADN những tế bào nhất định, nhằm tạo ra các dòng biến nạp từ

protoplast và cây biến nạp khảm từ phôi

phát triển từ hạt phấn.

* Ưu- nhược điểm:

- Ưu điểm: - Có thể tối ưu lượng ADN đưa vào tế bào

- Có thể đưa một cách chính xác thậm chí vào tận nhân và

có thể quan sát được

- Các tế bào có cấu trúc nhỏ như hạt phấn và tế bào tiền phôi mặc dù hạn chế về số lượng cũng có thể tiêm chính xác

- Quyết định được đưa ADN vào loại tế bào nào

- Có thể nuôi riêng lẻ các tế bào vi tiêm và biến nạp được vào mọi giống cây

- Nhược điểm:

- Mỗi lần tiêm chỉ được một phát tiêm và chỉ với một tế bào

- Thao tác trong khi làm đòi hỏi độ chính xác cao

b.5 Qua ống phấn

- Là phương pháp chuyển không qua nuôi

cấy invitro

- Nguyên tắc cuả phương pháp này là

DNA ngoại lai chuyển vào cây theo đường ống phấn, chui vào bầu nhuỵ cái Thời

gian chuyển gene là vào lúc hạt phấn mọc qua vòi nhụy và lúc đưa tinh tử vào thụ

tinh

• - Nguyên tắc cuả phương pháp này là

DNA ngoại lai chuyển vào cây theo

đường ống phấn, chui vào bầu nhuỵ

cái Thời gian chuyển gene là vào lúc hạt phấn mọc qua vòi nhụy và lúc đưa tinh tử vào thụ tinh

- Ưu- nhược điểm:

+ Ưu điểm: hiệu suất cao.

+ Nhược điểm: Đòi hỏi thao tác, kĩ thuật cao.

Khó xác định đựơc thời điểm chuyển gen.

IV.2 Các phương pháp chuyển gen vào tế

bào động vật.

• a Vi tiêm.

• Vi tiêm (microinjection), là một phương pháp sử dụng

các vi thiết bị thao tác cực nhạy với vi kim được thực hiện dưới kính hiển vi để tiêm một đoạn ADN trong

dịch tiêm vào phôi non của động vật.

• Nguyên tắc của phương pháp vi tiêm là một lượng nhỏ

DNA được tiêm trực tiếp vào nhân tế bào phôi trần

hoặc tế bào nguyên vẹn một cách cơ học dưới kính hiển vi.

Hình : Vi tiêm gen ngoại lai vào tiền nhân

của trứng thụ tinh

* Ưu- nhược điểm:

- Ưu điểm: Cho phép đưa gen vào đúng vị trí

mong muốn ở từng tế bào với hiệu quả tương đối cao.

- Nhược điểm: + Đòi hỏi phải tinh vi, tỉ mỉ và cực

kỳ chính xác

+ Số lượng tế bào vi tiêm bị hạn

+ Có thể làm tổn thương đến tế bào phôi do tác nhân cơ học gây ra khi tiến hành vi

tiêm.

b.Chuyển qua trung gian tinh trùng

(sperm mediated).

c Chuyển gen bằng sử dụng tế bào gốc

(stem cell)

* Ưu điểm của phương pháp: + Tỉ lệ phôi

sống sót sau thao tác, sự tích hợp và biểu hiện tính trạng của gen mới khá cao

d.Chuyển gene bằng súng bắng gene (gene

gun).

• Xuất hiện cuối những năm 1980

• Biện pháp này sử dụng các hạt bụi volfram hoặc

bụi vàng trộn lẫn ADN (tổ hợp gen cần chuyển)

và bắn vào khối mô, tổ chức cần nhận nhờ áp lực khí helium (3500 psi) Đây là biện pháp chuyển gen có nhiều ưu điểm và hiệu quả, ở Việt nam đã

có một số cơ quan nghiên cứu áp dụng kỹ thuật này như Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện Công nghệ sinh học nhưng kỹ thuật này chỉ chủ yếu

tiến hành đối với mô thực vật

e.Phương pháp xung điện (electroporation)

• - Nhược điểm: Phương pháp có tỷ

lệ tế bào chết cũng khá nhiều và

một một loại tế bào cũng cần đòi

hỏi biện pháp tiền xử lý thích hợp.

f Qua trung gian virus(virus mediated).

* Ưu- nhược điểm:

- Ưu điểm:

+ Nguyên lý của phương pháp này khá đơn giản

+ Không làm thay đổi hoạt động của gen cũ của cơ thể.

+ Hiệu quả chuyển gen cao Hơn nữa gen cấu trúc gắn

vào vector virus sẽ sử dụng promoter của virus, các promoter này thường có hoạt tính cao do đó gen cấu trúc này sẽ được biểu hiện mạnh trong tế bào chủ.

- Nhược điểm:

+ Tạo ra virus mới, lan truyền các thành phần của virus

để tạo ra một loại virus mạnh hơn, nguy hiểm hơn.

+ Thao tác phức tạp

g.Tiêm trực tiếp DNA vào máu động vật.

• Các DNA được tiêm vào máu, sau một

vài tuần các DNA sẽ gắn vào phần lớn các tế bào ở các mô khác nhau với tỉ lệ rất cao Vì cả bộ gene của tế bào sinh dục( trứng và tinh trùng) cũng bị thay đổi nên việc tạo giống được tiến hành theo cách thông thường.

V.1 Lợi ích của GMF.

a Đối với đời

a Đối với đời sống:

- Giảm tác hại của các hoạt động nông nghiệp đối với môi trường

- Tăng hiệu quả

sản xuất nhiên

liệu sinh học

b.Đối với chính bản thân GMF.

V.2 Những lo ngại về GMF.

- Đối với sức khỏe con người.

- Đối với đa dạng sinh học.

- Đối với môi trường

V Phương hướng giải quyết những lo ngại

về GMF.

- Vấn đề môi trường

- Vấn đề sức khỏe

- Vấn đề kinh tế

VII Một số sản phẩm tiêu biểu.

1 Gạo vàng giàu vitamin A

- Ra đời năm 1999 bằng cách được cài xen hai gen đảm nhận chức năng đóng mở, tạo ra giống lúa màu vàng, hạt giàu hàm lượng beta- carotene (tiền vitamin A) và màu sắc vàng của gạo chính là thể hiện mức độ giàu

vitamin A

- Ưu điểm: sản phẩm chống đói, tăng cường sức khỏe tốt nhất cho con người, đặc biệt là cung cấp vitamin A (beta- carotene) rất cần cho cơ thể trẻ nhỏ, hạn chế nguy cơ gây mù lòa bởi theo số liệu thống kê hiện nay trên thế giới mỗi năm

có khoảng nửa triệu trẻ em mắc phải căn bệnh này, lý do chính là bị thiếu

vitamin A

2 Giống đu đủ kháng bệnh đốm vòng do

virus.

- Giống đu đủ

GM này đã được trồng nhiều ở Tha Pra, Thái Lan

- Ưu điểm: có khả năng kháng bệnh đốm vòng do virus, cho sản lượng cao, khỏe, có lợi cho sức khỏe con

người…

3 Lúa chịu hạn và lụt.

- Ưu điểm:

+ chịu được hạn hán, lũ lụt, có năng suất cao thân cao rất phù hợp ở những chân ruộng thường xuyên bị úng lụt như

Thái Lan và Campuchia.

+ Mỗi khi nước dâng

cao, lúa lại tích lũy

4 Cà chua chuyển gen

có hàm lượng anthocyanins

rất cao

sản sinh peptide

5 Ngô chuyển gen

*Ưu điểm: + năng suất cao

+ chịu được sâu bệnh

+ hàm lượng dưỡng chất hữu ích cho người tiêu dùng, có hàm lượng vitamin C cao gấp 6 lần và vitamin C, E gấp 3 lần so với ngô truyền thống.

- Để tạo được giống ngô GM giàu dưỡng

chất, các nhà khoa học đã cài xen vào ngô 7 gen, tạo ra tới 4 loại vitamin khác nhau.

6 Chuối chuyển gen - Ưu điểm: Có hàm lượng sắt

và beta carotene cao.

- Giống chuối mới này

hiện đang được trồng

thử nghiệm tại Australia

và sẽ đưa sang trồng tại

Uganda vào cuối năm

2011.

- Có đầy đủ các protein của virus

VIII.2 Thực phẩm biến đỏi gen có nguồn gốc

động vật.

1.Lợn chuyển gen.

có khả năng trẻ hóa, xử lý phốt pho có hiệu quả.

tăng tỉ nạc/mỡ,

tăng khối lượng

Lấy nôi tạng để thay thế cho

người.

2.Cá chuyển gen.

- Có rất nhiều phương pháp chyển gen vào cá,

phương pháp hiệu quả nhất là vi tiêm trực tiếp

DNA vào phôi.

- Chuyển gen vào phôi và cá bột thành công bằng phương pháp xung điện, chuyển gen ngoại lai vào

cá bằng phương biến nạp bằng xung điện, gen

luciferase đom đóm và laZ của E.coli và chuyển vào trứng thụ tinh đã loại bỏ màng chorion của cá trê Châu Phi và cá mú vằn bằng phương pháp xung

điện.

3.Cừu chuyển gen.

Cứu chuyển gen được tạo

ra mà trong sữa của chúng có chứa protein Lactoferrin,

có tác dụng như một chất kháng

sinh.

4.Bò sữa chuyển gen.

Tách chiết, phân lập gen CSN2, CSN2/3

Tạo cơ sỡ vật liệu biến nạp gen.

Chuyển gen vào hợp tử bò.

Nuôi cấy phôi trong ống nghiệm,

Kiểm tra bò được sinh ra từ phôi chuyển

- Ưu điểm:

+ Bò cho sữa có hàm lượng beta casein cao hơn 20% và kappa casein tăng gấp 2 lần so với sữa bò bình thường.

• + Trong sữa có chứa protein beta-lactoglobulin (BLG),

thành phần không có trong sữa người.

+ Sữa tạo ra không chứa loại protein gây dị ứng, có lợi cho sức khỏe hơn sữa thông thường do chứa hàm lượng protein casein cao hơn, nghĩa là mức can-xi cao hơn và

lượng pho-mát tách được từ sữa nhiều hơn.

- Nhược điểm: lượng casein cao lên gấp đôi, làm tăng

nguy cơ cho những người bị dị ứng sữa.

5.Gà chuyển gen:

• Nhà khoa học người Anh đã tạo ra một giống gà

biến đổi gen có thể tạo ra thuốc chống ung thư

trong trứng của chúng Các chú gà này được cấy

gen người vào ADN của chúng nhằm tạo ra một

dạng protein hỗn hợp có tác dụng như các loại

thuốc được sử dụng để điều trị ung thư da và các

bệnh khác.

• Gà mái sẽ đẻ những quả trứng có chứa loại protein interferon b-1a, có tác dụng kháng virus gây bệnh; miR24 - có tiềm năng điều trị khối u ác tính và viêm khớp.