VI SINH vật BIEN đổi GEN

Sinh vật biến đổi gen (tiếng Anh: Genetically Modified Organism) là một sinh vật mà vật liệu di truyền của nó đã bị biến đổi theo ý muốn chủ quan của con người. Ngoài ra cũng có thể có những sinh vật được tạo ra do quá trình lan truyền của gen trong tự nhiên. Ví dụ quá trình lai xa giữa cỏ dại với cây trồng biến đổi gen có cùng họ hàng có thể tạo ra loài cỏ dại mang gen biến đổi. Sinh vật biến đổi gene có nhiều loại khác nhau. Nó có thể là các dòng lúa mỳ thương mại có gen bị biến đổi do tia điện từ (tia X) hoặc tia phóng xạ từ những năm 1950. Nó cũng có thể là các động vật thí nghiệm chuyển gen như chuột bạch hoặc là các loại vi sinh vật bị biến đổi cho mục đích nghiên cứu di truyền. Tuy nhiên, khi nói đến GMO người ta thường đề cập đến các cơ thể sinh vật mang các gen của một loài khác để tạo ra một dạng chưa hề tồn tại trong tự nhiên.

MỤC LỤC

Phòng thí nghiệm BSL-1:

1 Khái niệm phòng thí nghiệm BSL-1

2 Nguyên lý hoạt động của các thiết bị

Vi sinh vật biến đổi gen:

1 Thống kê vi sinh vật biến đổi gen

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

3 Mức độ chấp nhận vi sinh biến đổi gen của thế giới và việt nam

-BSL-1 là cấp độ cơ bản nhất trong 4 cấp độ an toàn sinh học được áp dụng cho các cơ sở phòng thí nghiệm

-Trong đó nhân viên sẽ làm việc, nghiên cứu đối với các vi sinh vật có khả năng rất thấp hoặc không có nguy cơ gây bệnh cho người hoặc cộng đồng.

Phòng thí nghiệm BSL-1

 Phòng thí nghiệm BSL-1 thường được sử

dụng trong nghiên cứu, giảng dạy cơ bản, không bắt buộc phải cách ly với các cơ

sở xung xanh, áp dụng các kỹ thuật an toàn vi sinh (GMT) và các tiêu chuẩn thực hành vi sinh

Nguyên lý hoạt động của các thiết bị

 Công dụng của tủ hút là giữ các chất thải (khí, hơi, khói…)

để ngăn không cho chúng phân tán vào phòng thí nghiệm.Quạt hút ở trên đỉnh của tủ hút không khí và các chất thảiqua các ống hút và màng lọc rồi thải ra ngoài môi trường

 Trong tủ ấm, bộ điều khiển duy trì nhiệt độ không đổi Có thểđọc được từ bên ngoài thông qua nhiệt kế Nhiệt độ đượcduy trì bằng cách sử dụng các chu kỳ sưởi ấm và khôngsưởi ấm Trong chu trình gia nhiệt, bộ điều khiển làm nóngbuồng áp Trong thời gian không làm ấm, quá trình gia nhiệtđược dừng lại và buồng ấp được làm mát bằng cách tỏanhiệt ra xung quanh Cách nhiệt bên ngoài tạo điều kiện biệtlập bên trong tủ âm Chi phép vi khuẩn phát triển một cáchhiệu quả, các thông số khác như độ ẩm, luồng không khícũng được duy trì thông qua cơ chế khác nhau Tạo thànhmột môi trường tương tự môi trường tự nhiên của vi sinhvật

Nguyên lý hoạt động của máy ly tâm

 Khi quay hỗn hợp các chất ở tốc độ cao sẽ sinh

ra một lực ly tâm,các chất có khối lượng riêngkhác nhau sẽ có lực ly tâm khác nhau,do đó khi

ly tâm hỗn hợp nhiều chất trong 1 dung dịch lực

ly tâm sẽ tách các chất cùng loại với nhau vềgần nhau và tạo thành các lớp phân tách,kết quảsau quá trình ly là hỗn hợp hợp ban đầu sẽ đượctách riêng biệt các thành phần

Phòng thí nghiệm BSL-1 bao gồm các yếu tố:

• Các tiêu chuẩn thực hành phòng thí nghiệm

• Thiết kế và các tiện nghi phòng thí nghiệm

BSL-1 lab

Thích hợp cho công việc liên quan đến các tác nhân được biết đến

là không có khả năng gây bệnh cho người trưởng thành khỏe mạnh hoặc có nguy cơ tiềm ẩn tối thiểu đối với nhân viên phòng thí nghiệm và môi trường.

1 2 3 4

Không có yêu cầu đặc biệt đối với cơ sở vật chất hay trang thiết bị

Nhân viên phòng thí nghiệm được đào tạo cụ thể về các thủ tục được tiến hành trong phòng thí nghiệm.

Giám sát bởi một nhà khoa học được đào tạo chung về vi sinh hoặc một ngành khoa học liên quan.

YÊU CẦU THIẾT KẾ PHÒNG THÍ NGHIỆM

Nguồn: CUH2A, Princeton, NJ, Hoa Kỳ cung cấp

Không gian rộng rãi

Tường, trần và sàn phải nhẵn, dễ lau chùi, không thấm chất

lỏng, các hóa chất và chất khử trùng thường được sử dụng

trong phòng thí nghiệm Sàn phải chống trơn trượt, chống ăn

mòn, đáp ứng yêu cầu về cấu trúc đặc trưng, tránh gây ồn

 Chiếu sáng đầy đủ, đảm bảo khoảng trống giữa các thiết bị

để có thể thao tác dễ dàng

 Bố trì khu vực lưu giữ thiết bị cá nhân, nơi ăn uống, nghỉ

ngơi ngoài khu vực làm việc

 Khu vực để dụng cụ sơ cứu phải thích hợp và dễ tới gần

ĐÀO TẠO

Trang bị sổ tay hướng dẫn vận hành phòng thí nghiệm

Người quản lý phòng thí nghiệm có nhiệm vụ quản lý và vậnhành PTN tốt, thực hiện công tác đào tạo các nhân viên hoặcngười thực hiện thí nghiệm hiểu rõ và nắm vững các quyđịnh an toàn PTN, thực hiện đúng quy định và có ý thức bảoquản PTN trước các tác nhân gây hại

Người thực hiện thí nghiệm phải được đạo tào về các biệnpháp an toàn cho những quy trình nguy hiểm thường gặp

− Đeo găng tay thích hợp cho các quy trình có tiếp xúc với dịch cơ thể có

khả năng lây nhiễm khác, khi cầm các hóa chất nguy hiểm Sau khi sử

dụng cần loại bỏ găng tay và thực hiện vô trùng, sau đó tay được rửa

sạch bằng xà phòng.

− Nhân viên thực hiện thí nghiệm xong phải rửa tay và rửa sạch tay trước

khi rời khu vực làm việc của phòng thí nghiệm.

− Trang bị dụng cụ bảo vệ mắt khi cần thiêt để bảo vệ mắt khỏi bị bắn

hoặc va chạm với các vật thể và nguồn bức xạ tử ngoại nhân tạo.

− Nghiêm cấm mặc áo bảo hộ thí nghiệm ra bên ngoài phòng thí nghiệm,

ví dụ: canteen, văn phòng, phòng học, nhà vệ sinh.

− Giày dép hở mũi không được mang trong các phòng thí nghiệm.

− Ăn, uống, hút thuốc, thoa mỹ phẩm bị nghiêm cấm thực hiện trong các

khu vực của phòng thí nghiệm.

− Không lưu trữ thực phẩm hoặc đồ uống ở bất kỳ đâu trong khu vực phòng thí nghiệm

− Các thao tác thực hiện trong phòng thí nghiệm không được đưa lên mặt và tiếp xúc với các bộ phận trên mặt.

− Không được sử dụng bơm kim tiêm dưới da thay cho pipet hoặc mục đích nào khác ngoài đường tiêm hoặc hút chất lỏng từ động vật thí nghiệm.

− Các hóa chất khi tiếp xúc với da cần được rửa ngay lập tức và cấp cứu kịp thời trong trường hợp nguy cấp Tránh đưa vết thương hở tiếp xúc với hóa chất.

− Chất lỏng ô nhiểm cần được tách riêng và xử lý trước khi xả xuống cống vệ sinh.

− Phòng thí nghiệm phải được giữ gọn gàng sạch sẽ.

− Bề mặt làm việc phải được khử nhiễm sau bất kỳ sự cố tràn nào có thể gây nguy hiểm.

− Khi cửa sổ có thể mở được, chúng nên được trang bị các tấm chắn chống động vật chân đốt.

XỬ LÝ CHẤT THẢI PHÒNG THÍ NGHIỆM

Trang bị sổ tay hướng dẫn vận hành phòng thí nghiệm

Người quản lý phòng thí nghiệm có nhiệm vụ quản lý và vậnhành PTN tốt, thực hiện công tác đào tạo các nhân viên hoặcngười thực hiện thí nghiệm hiểu rõ và nắm vững các quyđịnh an toàn PTN, thực hiện đúng quy định và có ý thức bảoquản PTN trước các tác nhân gây hại

Người thực hiện thí nghiệm phải được đạo tào về các biệnpháp an toàn cho những quy trình nguy hiểm thường gặp

VI SINH VẬT BIẾN ĐỔI

GEN

THỐNG KÊ VI SINH VẬT

BIẾN ĐỔI GEN

Vi khuẩn tương đối dễ phát triển, sinh sản vô tính và nhân lên nhanh chóng, chi phí nuôi cấy thấp, điều kiện bảo quản không quá phức tạp, tạo nguồn cung không giới hạn cho nghiên cứu.

Vì vậy, vi khuẩn được xem là công cụ quan trọng để tạo nên các GMO khác.

VI KHUẨN BIẾN ĐỔI GEN

Trong sản xuất thực phẩm, GMM thường được sử dụng để sản xuất enzyme, amino acid, hương liệu,

chủ yếu là vi khuẩn sản sinh acid lactic Việc ứng dụng kỹ thuật di truyền để tăng hiệu quả hoạt động của vi khuẩn, hạn chế sản xuất các sản phẩm phụ độc hại, tăng năng suất, sản lượng, tạo ra các sản phẩm mới hoặc loại bỏ các con đường chuyển hóa không cần thiết.

Vi khuẩn biến đổi gen trong sản xuất thực phẩm

Vi khuẩn biến đổi gen trong sản xuất thực phẩm [4]

Vi khuẩn mang gen sản sinh enzyme α-amylase, phân giải

tinh bột thành các đường đơn

Vi khuẩn mang gen sản sinh chymosin, chất có khả năng

làm đông tụ sữa trong sản xuất phô mai

Vi khuẩn mang gen sản sinh pectinesterase, phân giải

thành phần pectine trong vỏ trái cây, được ứng dụng cải

thiện độ trong của nước trái cây

Vi khuẩn biến đổi gen trong công nghiệp phục vụ y học

xuất các protein với số lượng lớn, chủ yếu là các protein không thể hoặc khó có thể tổng hợp bên ngoài cơ thể sống.

Protein sản xuất từ GMM ít bị nhiễm mầm bệnh hơn, tương đối an toàn và hiệu quả, tuy nhiên chi phí sản xuất

và tinh chế sản phẩm khá cao nên phần lớn được ứng dụng trong lĩnh vực y học.

Vi khuẩn biến đổi gen trong công nghiệp phục vụ y học [5] [6] [7]

Vi khuẩn sản sinh insullin, hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường

Vi khuẩn sản xuất các yếu tố đông máu, giúp cải thiện tình trạng máu khó đông

Vi khuẩn sản sinh hormone tăng trưởng ở người, điều trị các bệnh rối loạn hormon tăng trưởng ở người, phổ biến nhất làm bệnh lùn

Vi khuẩn sinh interferon, dử dụng trong điều trị ung thư

Vi khuẩn sinh erythopoietin, bổ sung cho bệnh nhân thiếu máu

Vi khuẩn sản sinh chất kích hoạt plasminogen làm tan các cục máu đông

Vi khuẩn biến đổi gen trong sản xuất nông nghiệp [8]

Đối với nông nghiệp, GMM được sử dụng để hỗ trợ trong quá trình sinh trưởng của cây, giúp tăng năng suất và kháng sâu bệnh hại.

Một số vi khuẩn biến đổi gen ứng dụng trong nông nghiệp:

Vi khuẩn Rhizobia hay Azospirillum giúp cây tăng

năng suất và khả năng thích nghi với môi trường sống

Vi khuẩn trừ băng ( ice-minus bacteria) là chủng

Pseudomonas đã được loại bỏ gen tạo băng, giúp cay trồng tránh bị tổn thương bởi các tinh thể đá

Vi khuẩn biến đổi gen trong xử lý sinh học

Vi khuẩn biến đổi gen có thể được ứng dụng

trong xử lý sinh học, giải quyết vấn đề ô nhiễm

môi trường hiện nay Kỹ thuật di truyền giúp tăng

cường hoạt tính sinh học của các enzyme do vi

khuẩn tao nên, đồng thời cho phép chúng thích

nghi tốt hơn với những biến đổi của môi trường

sống [9]

Một số GMM sử dụng trong xử lý môi trường

như:

Vi khuẩn lọc đồng từ quặng

Vi khuẩn xử lý dầu trên biển

Vi khuẩn làm sạch ô nhiễm thủy ngân

Vi khuẩn giúp phát hiện asen trong nước

VIRUS BIẾN ĐỔI GEN

Virus biến đổi gen thường được sử dụng làm vector để chèn thông tin di truyền vào các sinh vật khác Khi biến nạp thành công, vật chủ nhận được gen cần thiết

và trở thành sinh vật biến đổi gen

Các loại virus khác nhau sẽ có khả năng và hiệu quả khác nhau đối với vật chủ cũng như mục đích chuyển gen

Hiện tại, virus GMM thường có nguồn gốc từ các virus trong tự nhiên (có thể gây bệnh), chúng sẽ được loại bỏ hoàn toàn các gen gây bệnh nguy hiểm, tuy nhiên các trình tự giúp chúng xâm nhiễm và phân phối vào vật chủ sẽ được giữ lại [10]

Virus biến đổi gen ứng dụng trong liệu pháp gen

Virus mang gen thay thế các gen bị lỗi gây bệnh suy giảm miễn dịch ở người do thiếu hụt deaminase adenosine (ADA-SCID) [11]

Virus biến đổi gen điều trị chúng tật bẩm sinh Leber, giúp người bệnh lấy lại thị lực [12]

Ngoài ra, virus biến đổi gen còn được thử nghiệm để điều trị các chứng bệnh như máu khó đông, u nguyên bào thần kinh đệm (triệu chứng ung thư bắt đầu ở não), xơ nang,

Virus biến đổi gen trong sản xuất vaccine

Phần lớn virus biến đổi gen được sử dụng làm

kháng nguyên trong sản xuất vaccine Sự xâm

nhiễm của virus với vai trò là một phần từ ngoại lai,

giúp kích hoạt hệ thống miễn dịch của cơ thể.

Các virus thường được sử dụng có thể kể đến

adenovirus, adeno-associatedvirus, lentivirus,

[12]

Một số virus đã được sử dụng để sản xuất vaccine như:

Vaccine ngừa lao dựa trên virus biểu hiện kháng nguyên M

Vaccine ngừa HIV, sốt rét, cũng đang được thử nghiệm

Vaccine ngừa Covid-19 dựa trên việc biểu hiện kháng nguyên S đặc hiệu

VI NẤM BIẾN ĐỔI GEN

Nấm men là một vi sinh vật qua trọng trong lên

men rượu Nấm men được sử dụng phổ biến bởi

chúng có đặc điểm của vi khuẩn đơn bào, dễ thích

nghi và sinh trưởng mạnh, đồng thời có cơ chế

tổng hợp các protein của sinh vật nhân thực.

Nấm men biến đổi gen đã được nghiên cứu và thử

nghiệm nhằm mục đích tăng cường hiệu quả lên

men, sản sinh sắc tố và ngăn chặn việc sản xuất

các hợp chất ethyl carbamate độc hại.

Vi nấm GMM trong công nghệ sản xuất rượu vang

Vi nấm GMM trong kiểm soát côn trùng

Vi nấm là mầm bệnh đối với côn trùng, vì vậy chúng cũng được ứng dụng làm thuốc trừ sâu sinh học Kỹ thuật di truyền có thể cải thiện độc lực bằng cách bổ sung nhiều gen tổng hợp protein độc hơn, tăng tỉ lệ lây nhiễm

và khả năng tồn tại của bào tử [13]

Bên cạnh đó, các chủng nấm biến đổi gen còn được sử dụng trong kiểm soát các sinh vật trung gian truyền bệnh như muỗi, gây bệnh sốt rét, sốt vàng da, sốt xuất huyết [14]

Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA VSV BIẾN ĐỔI GENE

- VSV biến đổi gene là lĩnh vực quan trọng nhất trong công nghệ biến đổi gene

- Kỹ thuật di truyền áp dụng để tạo ra VSV biến đổi giúp tang tính đa dạng và

cải thiện tính chọn lọc hóa học [16]

- Ngoài ra, cung cáp đủ cac sản phẩm mong muốn, xử lý an toàn các tác

nhân ô nhiễm và có chi phí rẻ hơn [16]

Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA VSV BIẾN ĐỔI GENE

01 Được ứng dụng trong sản xuất dược

phẩm (E coli sản xuất insulin…)

02

Rhizobium meliloti biến đổi gene tăng khả

năng cung cấp đạm cho cỏ linh lăng

03

Vi sinh vật biến đổi gene tăng khả năng

xử lý ô nhiễm môi trường

* T HẾ GIỚI

- Nhóm tích cực ủng hộ: Hoa Kỳ, Canada, Brasil,

Argentine, Ấn Độ…

- Nhóm phản đổi: đa số quốc gia trong khối liên

minh châu Âu

- Nhóm trung gian

• Hiện có 3 quốc gia cấm hoàn toàn, nói “Không’’

với GMO nói chung (Zambia, Benin, Serbi)[4]

MỨC CHẤP THUẬN CỦA VI SINH VẬT BIẾN ĐỔI GENE

* VIỆT NAM

- Sản phẩm chứa VSV biến đổi gene được lưu

hành nhưng cần phải ghi nhãn và thông tin chi tiết [17]

- Theo Nghị định 69/2010/NĐ-CP ngày

21/6/2010, để được cấp gấy xác nhận sử dụng cần đảm bảo không có rủi ro gây ảnh hưởng sức khỏe con người.[17]

- Hiện vẫn chưa đượ sử dụng rộng rãi vì chưa

có nhiều nghiên cứu về độ an toàn các sản phẩm từ VSV biến đổi gene

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Melo EO, Canavessi AM, Franco MM, Rumpf R (March 2007) "Animal transgenesis: state of the art

and applications" Journal of Applied Genetics

[2] Fan M, Tsai J, Chen B, Fan K, LaBaer J (March 2005) "A central repository for published

plasmids" Science

[3] Kärenlampi SO, von Wright AJ (1 January 2016) Genetically Modified Microorganisms Encyclopedia

of Food and Health.

[4] Panesar, Pamit et al (2010) Enzymes in Food Processing: Fundamentals and Potential Applications [5] Walsh G (April 2005) "Therapeutic insulins and their large-scale manufacture" Applied Microbiology

and Biotechnology

[6] Pipe SW (May 2008) "Recombinant clotting factors" Thrombosis and Haemostasis.

[7] Jumba M (2009) Genetically Modified Organisms the Mystery Unraveled Durham: Eloquent Books.

[8] Amarger N (November 2002) "Genetically modified bacteria in agriculture" Biochimie.

[9] Sharma B, Dangi AK, Shukla P (March 2018) "Contemporary enzyme based technologies for

bioremediation: A review" Journal of Environmental Management.

[10] Baldo A, van den Akker E, Bergmans HE, Lim F, Pauwels K (December 2013) General considerations on the biosafety of virus-derived vectors used in gene therapy and vaccination

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[11] Aiuti A, Roncarolo MG, Naldini L (June 2017) ex vivo gene therapy in Europe: paving the road for the next generation of advanced therapy medicinal products.

[12] Lundstrom K (May 2018) Viral Vectors in Gene Therapy

[13] GM fungi: New way to produce cheap biofuel - Times of India

[14] Zhao H, Lovett B, Fang W (1 January 2016) "Genetically Engineering Entomopathogenic Fungi" Advances in Genetics.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[15] Genetically Modified Microorganisms (Vi sinh vật biến đổi gen) trong xử lý môi trường (http://iae.vn)

[16] Han, L (2004) Vi sinh vật biến đổi gen Sổ tay GMO, 29–51 doi: 10.1007 / 978-1-59259-801-4_2

[17] Nghị định 69/2010/NĐ-CP ngày 21 tháng 6 năm 2010 về an toàn sinh học đối với sinh vật biến đổi gen, mẫuvật di truyền và sản phẩm của sinh vật biến đổi gen

[18] http://tbt-mocst.vn/?p=2200

TÀI LIỆU THAM KHẢO