Công nghệ sinh học trong nông nghiệp

CNSH trong sản xuất kít chuẩn đoán, thuốc điều trị bệnh và thức ăn cho vật nuôi Việc sản xuất ra các kít chuẩn đoán, thuốc điều trị bệnh và thức ăn cho vật nuôi bằng con đường CNSH thực

6 CNSH trong sản xuất kít chuẩn đoán, thuốc điều trị bệnh và thức ăn cho vật

nuôi

Việc sản xuất ra các kít chuẩn đoán,

thuốc điều trị bệnh và thức ăn cho vật

nuôi bằng con đường CNSH thực chất là

sự sử dụng các tế bào sống đã được cải

biến bằng cách lai hoặc thay đổi bộ máy

di truyền để sản xuất ra các sản phẩm đặc

hiệu có giá trị cao và công suất lớn

Phạm Thị Ngọc An

6.1 Công nghệ sản xuất kháng thể đơn dòng

a kháng thể: Kháng thể là các protein được cơ thể

người hoặc động vật có xương sống sản sinh ra để

chống lại các kháng nguyên tương ứng

b Kháng thể đơn dòng: Là tập hợp

của các phân tử kháng thể đồng nhất

về cấu trúc và tính chất Chúng được tạo ra bởi dòng tế bào lai giữa tế bào ung thư myeloma và tế bào lympho của hệ miễn dịch của động vật hoặc con người

 Quy trình sản xuất kháng thể đơn dòng

Một tiến bộ to lớn đã đạt được cuối những năm 1970 bởi Cesar Milstein và Georges Köhler với kỹ thuật

hybrydoma (tế bào lai giữa 1 lympho B có khả năng sản xuất kháng thể với 1 tế bào ung thư myeloma có đời sống khá dài).

 Quy trình sản xuất kháng thể đơn dòng

Tế bào lai có 2 đặc điểm:

 Phân chia liên tục do

mang đặc tính của tế bào ung

thư

 Có đặc tính sản sinh kháng

thể

 Sử dụng biện pháp pha

loãng để thu được từng tế

bào lai riêng lẻ

 Quy trình sản xuất kháng thể đơn dòng

 Quy trình sản xuất kháng thể đơn dòng

Tạo các tế bào sinh kháng thể: Người ta tiêm kháng nguyên vào chuột để gây phản ứng miễn dịch trong cơ thể chuột Các kháng nguyên này sẽ kích thích tế bào tụy chuột sản xuất kháng thể

Tạo các tế bào sinh kháng thể: Người ta tiêm kháng nguyên vào chuột để gây phản ứng miễn dịch trong cơ thể chuột Các kháng nguyên này sẽ kích thích tế bào tụy chuột sản xuất kháng thể

 Quy trình sản xuất kháng thể đơn dòng

Tạo các tế bào lai: Tách tế bào tụy chuột có khả năng sinh kháng

thể và có đặc tính kháng được hỗn hợp HAT

(Hypoxanthine,Aminopterin,Thymidine) Trộn chúng với các

tế bào u tủy (myeloma) không kháng được HAT Bổ sung

polyetylen glycol vào dịch huyền phù chứa hỗn hợp 2 loại tế bào trên để dung hợp tế bào, tạo tế bào lai.

Tạo các tế bào lai: Tách tế bào tụy chuột có khả năng sinh kháng thể và có đặc tính kháng được hỗn hợp HAT

(Hypoxanthine,Aminopterin,Thymidine) Trộn chúng với các

tế bào u tủy (myeloma) không kháng được HAT Bổ sung

polyetylen glycol vào dịch huyền phù chứa hỗn hợp 2 loại tế bào trên để dung hợp tế bào, tạo tế bào lai.

 Quy trình sản xuất kháng thể đơn dòng

Nuôi cấy và chọn lọc các tế bào lai: Nuôi cấy hỗn

hợp tế bào trên môi trường chứa HAT.

Nuôi cấy và chọn lọc các tế bào lai: Nuôi cấy hỗn hợp tế bào trên môi trường chứa HAT.

 Quy trình sản xuất kháng thể đơn dòng

Tách dòng tế bào lai: Nuôi cấy riêng từng tế bào lai,

chọn lọc tế bào có khả năng sinh kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên đã đưa vào chuột và nhân dòng tế bào này để sản xuất kháng thể đơn dòng

Tách dòng tế bào lai: Nuôi cấy riêng từng tế bào lai, chọn lọc tế bào có khả năng sinh kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên đã đưa vào chuột và nhân dòng tế bào này để sản xuất kháng thể đơn dòng

Ưu

điểm

• Đây là loại kháng thể tinh khiết và có tính đặc hiệu cao

• Xác định chính xác sự hiện diện của virus, vi khuẩn gây bệnh

• Có thể phát hiện nhiều kháng nguyên chưa biết trên bề mặt tế bào

Ứng

dụng

• Ức chế phản ứng thải loại khi ghép cơ quan

• Chuẩn đoán được sự hình thành khối u

• Định hướng thuốc tới trực tiếp nơi cần chữa trị

• Sử dụng kháng thể đơn dòng để tinh sạch protein

Mô ̣t số khang thể có mă ̣t trên thi ̣ trường

6.2 Vacxin tái tổ hợp

Từ trước đến nay, để phòng chống bệnh cho gia súc, gia cầm người ta thường sử dụng vacxin sống nhược độc và vacxin bất hoạt Một tiến bộ lớn trong sản xuất vacxin là nghiên cứu sản xuất vacxin tái tổ hợp

a Thế nào là vacxin tái tổ hợp?

 Vacxin tái tổ hợp không có mặt của virus mà bản chất của chúng là các protein kháng nguyên đặc hiệu

b Sản xuất vacxin tái tổ hợp

 Có hai loại vacxin tái tổ hợp

 Vacxin tái tổ hợp phân tử: Vacxin

tái tổ hợp phân tử được tạo ra bằng cách:

vacxin chống Bệnh sốt rét, vacxin chống HIV

Ghép gen hay nạp gen Kháng nguyên của đối tượnggây bệnh vào virus

sản nhanh tạo ra nhiều phân tử

 Vacxin tái tổ hợp gen virus sống là các virus động vật

đã biến nạp các gen biểu hiện protein

thích hợp mang tính miễn dịch từ các cơ

 Vacxin này có những ưu điểm là:

 Cùng một lúc có thể đáp ứng miễn dịch khác nhau trong cùng một cơ thể

 Có thể ngăn cản sự kháng thuốc của vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh

 Cấu trúc thông thường của một virus tái tổ hợp bao gồm:

 Một là gen ngoại lai mã hoá protein kháng nguyên của tác nhân gây bệnh

 Hai là virus ADN

 Ba là gen chỉ thị

 Ứng dụng trong công nghệ sinh học của

vacxin tái tổ hợp

• Ngoài vacxin kháng bệnh lở mồm, long móng, người

ta đã nghiên cứu tạo nhiều loại vacxin tái tổ hợp khác khi sử dụng virus làm vectơ nhân dòng kháng nguyên

 Tuy nhiên, các virus được sử dụng làm vectơ cần đạt tiêu chuẩn sau:

 Các loại virus thường được sử

dụng

 Virus đậu, virus pox, virus Herper….

 Gài gen vỏ mã hóa glycoprotein F của virus bệnh Newcatstle vào vectơ virus đậu để tạo vacxin tái tổ hợp kháng bệnh Newcatstle ở gia cầm

 Gài gen hemagglutinicuar virus influenza vào virus pox để tạo vacxin tái tổ hợp kháng bệnh gây ra bởi influenza ở gà

 Gài gen vỏ mã hóa cho glycoprotein env gp51 và một phần gen vỏ mã hóa cho

glycoprotein env gp30 vào vectơ virus đậu

để tạo vacxin tái tổ hợp kháng bệnh bạch cầu ở bò

6.3 Các sinh phẩm kích thích sinh trưởng vật

nuôiBùi Thị Minh Thư

Các sinh phẩm kích thích sinh

trưởng vật nuôi

Nguồn gốc:Sử dụng CN gen để tổng hợp các chất kích thích sinh trưởng vật nuôi nhờ tế bào VSV.

Vai trò:là thành phần không thể thiếu trong thức ăn cho vật nuôi và thúc đẩy

Các sinh phẩ m kích thích sinh

trưởng vật nuôi

Một số thành tựu đã đạt được:

Gen mã hoá hoocmon tăng trưởng gà đã được

đưa vào tế bào vi khuẩn để sản xuất ra lượng lớn chất kích thích tăng trưởng, làm tăng sức sinh

trưởng của gà lên 15%.

Hoocmon tăng trưởng của bò cũng được sản

xuất nhờ kĩ thuật gen trong tế bào E.Coli, cho

phép gia tăng sản lượng sữa 10-15% mà không cần tăng khẩu phần thức ăn.

Nhóm chế phẩm sinh học có tác dụng gắn kết

6.4 Sử dụng kĩ thuật PCR để chuẩn đoán virus gây bệnh ở tôm

Kỹ thuật PCR

Sơ lược về PCR:

Kỹ thuật PCR được một nhà khoa học người

Mỹ tên là Kary Mullis phát minh vào năm 1985.

Là phương pháp in vitro để tổng hợp DNA dựa trên khuôn là một trình tự đích DNA ban đầu, khuếch đại, nhân số lượng bản sao của

khuôn này thành hành triệu bản sao nhờ hoạt

động của enzyme polymerase và một cặp mồi (primer) đặc hiệu cho đoạn DNA này, mà

không cần phải qua tạo dòng

Bệnh đốm trắng (WSSV)

Nguyên nhân: do virus White Spot Syndrome Virus (WSSV), phát hiện đầu tiên ở Trung

Quốc, Thái Lan vào 1989.

Tác hại: lây lan nhanh, là một loại bệnh nguy hiểm gây hại lớn cho nghề nuôi tôm sú ở châu

Á và toàn cầu.

Việc chuẩn đoán nhanh virus WSSV sẽ góp

phần ngăn chặn thiệt hại do bệnh gây ra khi sử dụng con giống đã bị nhiễm bệnh.

Các cặp mồi thường được sử dụng để chẩn

đoán WSSV

Thiết kế của Karornchandra và cộng tác viên (1998)

102F1 5’TCA CAT CGA GAC CTC TGT AC-3’

102R1 5’TCT AGG ACG GAC TAT GGC-3’

Thiết kế của Kim (1998)

1F 5’ATC TGA TGA GAC AGC CCA AG 3’

1R 5’GGC AAT GTT AAA TAT GTA TCG G-3’

Nguyên nhân: do virus Yellow Head Virus (YHV), phát hiện đầu tiên ở Thái Lan 1990 Đặc tính: lây nhiễm và gây chết nhanh, tôm bơi lờ đờ gần mặt nước, kém ăn, chết sau 3-5 ngày mắc bệnh Khi chết cơ thể tôm tái nhợt

và dọc sống lưng có màu vàng nhạt.

Tác hại:Bệnh gây ảnh hưởng không nhỏ đến nền kinh tế của những quốc gia có nghề nuôi

Để phát hiện bệnh này không thể sử dụng kĩ

thuật PCR thông thường vì không phát hiện

được các sao chép đơn của bộ gen virus (bộ

gen virus chứa sợi đơn ARN mã hoá cho 4 tiểu phần protein cấu trúc).

Nhờ có sự ra đời của RT-PCR đã cho phép

hiển thị và theo dõi trực tiếp quá trình nhân

bản AND (hay tích tụ sản phẩm PCR) đang

diễn ra theo chu kì nhiệt qua sử dụng sự phát huỳnh quang.

Dựa vào cường độ phát huỳnh quang có thể định lượng các đoạn ADN hình thành Mức độ phát huỳnh quang được hiển thị trên màn hình máy vi tính.

Để chẩn đoán, người ta phải tách chiết

(Hepatopancreatic parvo-like virus) và bệnh còi

Tài liệu tham khảo

Giáo trình CNSH Nông nghiệp- Nguyễn Quang Thạch (Chủ biên)- Nguyễn Thị Lý Anh.