Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương - Chương III: Các phương pháp và ứng dụng của công nghệ sinh học động vật, người và y sinh - Ninh Thị Thảo
Tóm tắt Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương - Chương III: Các phương pháp và ứng dụng của công nghệ sinh học động vật, người và y sinh - Ninh Thị Thảo: ...-îc sinh vµo ngµy 05/05/2000 qua nh©n b¶n sö dông c¸c tÕ bµo tr-ëng thµnh. MÌo "Carbon Copy" (03/2002) ¶nh. MÌo Tabouli vµ Baba Ganoush ®-îc nh©n b¶n b»ng c¸ch chuyÓn nhiÔm s¾c thÓ (05/2004) • 2001 – Cat cloned 2002 – Rabbits cloned 2003 – Mule cloned “CC” Carbon Copy 2004 – Bull seri...i promotor lactoglobulin vào cừu và cho kết quả rất khả quan, hàm lƣợng 1- PI đạt đƣợc 35g/lít sữa, chiếm 50% tổng lƣợng sữa. • Chuyển gen cho dê Alpine để sản xuất sữa chứa protein đặc hiệu điều trị ung thƣ có tên là BR96. • Chuyển gen tạo albumin của máu ngƣời vào cừu để sản xuất albumin- t... protein đặc hiệu với kháng thể đơn dòng). • Khởi động năm 1988, nhận tài trợ 3 tỷ $ năm 1990 từ US Department of Energy. • Mục tiêu chính là giải trình tự toàn bộ hệ gen của người trong 15 naêm, keát thuùc vaøo 2005 • Năm 2003: hoàn tất việc giải mã. • Có thông tin đầy đủ cho mỗi NST •...
đặc hiệu với kháng thể đơn dòng). • Khởi động năm 1988, nhận tài trợ 3 tỷ $ năm 1990 từ US Department of Energy. • Mục tiêu chính là giải trình tự toàn bộ hệ gen của người trong 15 naêm, keát thuùc vaøo 2005 • Năm 2003: hoàn tất việc giải mã. • Có thông tin đầy đủ cho mỗi NST • Danh sách đầy đủ các gen trên mỗi NST a) Xây dựng bản đồ hệ gen người có độ phân giải cao b) Xây dựng bản đồ vật lý của tất cả các nhiễm sắc thể của người và một số sinh vật model điẻn hình khác c) Phát triển năng lực thu thập, dự trữ, phân phát và phân tích các dữ liệu thu dược d) Sáng tạo các công nghệ phù hợp để đạt được các mục tiêu trên e) Vạch ra những vấn đề đạo đức, luật pháp và xã hôi có thể nảy sinh từ dự án • Public – Human Genome Project – Academic Laboratories (from around the world) – Most contributions from 6 laboratories (US, UK, Japan) • Commerial/private • Celera Genomics • Rockville, MD • J Craig Venter Nature Vol 409, 15 February 2001 Science Vol 291, 16 February 2001 • Nhoùm nghieân cöùu chuû yeáu laø ôû NIH (Hoa Kyø) phoái hôïp vôùi caùc nöôùc Anh, Phaùp, Ñöùc, Trung Quoác vaø Nhaät Baûn goïi laø nhoùm Consortium (Lieân hieäp caùc phoøng thí nghieäm) vaø sau naøy F.Collins chuû trì. Taát caû coù 18 cô quan khoa hoïc lôùn treân toaøn theá giôùi tröïc tieáp tham gia döï aùn. • James Watson, ngöôøi phaùt minh moâ hình chuoãi xoaén keùp DNA Watson- Crick naêm 1953, laø ngöôøi chuû trì ñaàu tieân cuûa chöông trình ôû caùc Vieän söùc khoûe Quoác gia Hoa Kyø NIH (National Institutes of Health) ñeán naêm 1992 töø chöùc. Nguyễn Thị Phương Thảo ,Bộ Môn CNSH Thực Vật, Khoa CNSH, ĐHNNHN 14 4 • Nhoùm thöù hai Celera Genomics do Craig Venter chuû trì, ra ñôøi chaäm hôn nhöng ñaït keát quaû nhanh vôùi chi phí thaáp. Naêm 1967, Craig Venter laøm y taù quaân y ôû Vieät Nam, trôû veà Hoa Kyø oâng thaáy caàn soáng gaáp. Naêm 1998, nhôø coâng ty Applied Biosystems vaø soá voán 300 trieäu ñoâ-la (USD) oâng laäp coâng ty tö Celera Genomics (Celera nghóa laø taêng toác). • – Ngaøy 26/6/2000 : Coâng boá baûn thaûo haønh ñoäng (working draft) cuûa nguyeân boä gen ngöôøi (> 90% vôùi soá base phaân tích gaáp 3 – 4 laàn boä gen). • – Thaùng 2/2001 : Caùc phaân tích cuûa baûn thaûo haønh ñoäng ñöôïc coâng boá. • – Ngaøy 14/4/2003 : Döï aùn boä gen ngöôøi hoaøn thaønh vaø tuyeân boá keát thuùc sôùm 2 naêm ôû Hoäi nghò khoa hoïc cuûa NIH kæ nieäm 50 naêm chuoãi xoaén keùp DNA. • Vieäc laäp baûn ñoà (mapping) cuoái cuøng caån troïng hôn gaáp 300 laàn so vôùi coâng boá naêm 2000, caùc loã troáng (400 gaps) ñöôïc laáp kín vaø caùc nhaø khoa hoïc Mó chæ tieâu toán 2,7 tæ USD. Ñaây laø söï kieän troïng ñaïi nhö yù kieán cuûa caùc nhaø khoa hoïc : “Ñaây laø ngaøy chuùng ta hoaøn taát laàn xuaát baûn ñaàu tieân “Cuoán saùch cuûa söï soáng (the Book of Life).” hay “Trong nhieàu theá kæ tôùi, ngaøy hoâm nay seõ ñöôïc nhôù ñeán nhö moät coät moác lòch söû”. • Caùc ñoät phaù kó thuaät goùp phaàn hoaøn thaønh döï aùn coù giaù trò to lôùn trong taát caû caùc lónh vöïc sinh hoïc. • Naêm 2000, Chöông trình boä gen ngöôøi ñaõ ñaït nhöõng keát quaû ngoaïn muïc, Toång thoáng Hoa Kyø Bill Clinton ñaõ tröïc tieáp daøn xeáp ñeå ñaïi dieän nhoùm “Consortium” laø Francis Collins vaø Craig Venter hôïp taùc nhau coâng boá keát quaû. • Ngaøy 26/6/2000, döôùi söï chuû trì cuûa Toång thoáng Hoa Kyø Bill Clinton vaø Thuû töôùng Anh Tony Blair, Fr. Collins vaø C.Venter laàn ñaàu tieân coâng boá veà giaûi trình töï boä gen ngöôøi gaàn xong (99%). Thaønh töïu naøy laø moät kì coâng vó ñaïi cuûa loaøi ngöôøi. Do nhöõng keát quaû coâng boá ñaàu tieân naøy coøn haøng traêm loã troáng (gaps) vaø nhieàu sai soùt neân noù ñöôïc goïi laø baûn phaùt thaûo (the Draft), nhöng noù seõ giuùp ñònh höôùng khai thaùc neân coøn goïi laø baûn phaùt thaûo haønh ñoäng (the Working Draft). Thaùng 2/2001 hai nhoùm coâng boá nhöõng keát quaû phaân tích chi tieát hôn caùc soá lieäu : • – Nhoùm Venter xaùc ñònh chaéc chaén 26.588 gen maõ hoùa protein vaø 12.000 gen khaùc. • – Nhoùm Consortium cho raèng soá gen khoaûng 30.000 ñeán 40.000. • – Venter cho raèng coù 300 gen cuûa ngöôøi khoâng tìm thaáy töông töï ôû chuoät. • – Nhoùm Consortium xaùc ñònh ñöôïc 113 gen cuûa vi khuaån gaén vaøo boä gen ngöôøi, khoâng phaûi do thöøa keá trong tieán hoùa. • Ñieàu ñaùng kinh ngaïc laø soá gen ngöôøi khoaûng 35.000, ít hôn raát nhieàu so vôùi döï kieán tröôùc ñaây laø 50.000 ÑEÁN 140.000 gen, vaø noù chæ khoaûng gaáp 2 laàn nhieàu hôn soá gen cuûa tuyeán truøng Caenorhabditis elegans (19.099 gen). • Tuy soá löôïng gen caàn chænh lyù laïi, töø phaùt hieän khieâm toán vaø gôïi toø moø naøy, caùc nhaø khoa hoïc cho raèng chìa khoùa di truyeàn cho söï phöùc taïp cuûa con ngöôøi khoâng do soá löôïng gen, maø ôû choã caùc phaàn cuûa gen ñöôïc söû duïng nhö theá naøo ñeå taïo neân caùc saûn phaåm khaùc nhau trong gheùp noái caùc phaàn cuûa gen theo löïa choïn (Alternative Splicing). Söï phöùc taïp ñöôïc gia taêng töø nhieàu nguoàn khaùc laø haøng nghìn bieán ñoåi hoùa hoïc sau dòch maõ (Post-translational chemical modification) taùc ñoäng ñeán caùc protein vaø chöông trình cuûa caùc cô cheá ñieàu hoøa kieåm soaùt caùc quaù trình ñoù. • Ñeå xaây döïng baûn phaùt thaûo haønh ñoäng, 16 Trung taâm giaûi kyù töï chuoãi ñaõ phaân tích hôn 22,1 tyû base cuûa trình töï khôûi ñaàu, goàm caùc ñoaïn truøng laép toång coäng 3,9 tyû base vaø cung caáp 7 laàn phuû kín boä gen ngöôøi (coù theå hieåu laø giaûi kyù töï chuoãi gaáp 7 laàn boä gen ngöôøi). Hôn 30% ñaït chaát löôïng cao, laø nhöõng trình töï cho keát quaû cuoái cuøng, vôùi ñoä phuû kín 8 ñeán 10 laàn, ñoä caån troïng 99,99% vaø moät soá choã troáng. Nguyễn Thị Phương Thảo ,Bộ Môn CNSH Thực Vật, Khoa CNSH, ĐHNNHN 15 6 Nguyễn Thị Phương Thảo ,Bộ Môn CNSH Thực Vật, Khoa CNSH, ĐHNNHN 15 7 Nguyễn Thị Phương Thảo ,Bộ Môn CNSH Thực Vật, Khoa CNSH, ĐHNNHN 15 8 Thôøi ñaïi sau boä gen (PostGenomics Era) ñaõ baét ñaàu vôùi caùc daáu hieäu : – Söû duïng caùc coâng cuï vaø coâng ngheä ñeå khai thaùc boä gen ngöôøi. – Sinh hoïc phaùt trieån ôû möùc cao hôn nhö Sinh hoïc caùc heä thoáng (the Systems Biology). – Söï phaùt trieån haøng loaït caùc coâng ngheä then choát (key tehnologies) môùi nhö Tinsinh hoïc (Bioinformatics), Biochip vaø microarrays, Coâng ngheä sinh hoïc nano (Nanobiotechnology), • – Cellomics : nghieân cöùu chöùc naêng teá baøo vaø taùc ñoäng cuûa thuoác ôû caáp ñoä teá baøo nhôø söï gaén keát vôùi coâng ngheä thoâng tin (IT). Söû duïng caùc thuaät toaùn (algorithm) ñeå phaân tích töï ñoäng hoùa hình thaùi hoïc cuûa caùc teá baøo seõ cung caáp caùc keát quaû ñònh löôïng giuùp cho taàm soaùt dung löôïng cao (high content screening). • Metabolomis : coâng ngheä gen ñieàu khieån trao ñoåi chaát. . • Ionomics : caùc gen chi phoái söï ñieàu hoøa taát caû caùc ion trong teá baøo. • Töø naêm 1999, söï phaùt trieån cuûa Genomics vaø Proteomics daãn ñeán Coâng ngheä microarray (Microarray technology) vaø ñeán naêm 2002 saûn phaåm ñaàu tieân coù maët treân thò tröôøng. Xuaát phaùt töø nhu caàu thöïc teá chaån ñoaùn, caùc haõng döôïc phaåm cuõng nhö caùc trung taâm nghieân cöùu lôùn ñaõ cho ra ñôøi nhieàu saûn phaåm duøng cho phaùt hieän nhanh (nhö xaùc ñònh SNP) coù theå ôû daïng chip (boï ñieän töû), daïng bi (bead) coù töø tính (hình 4.9) hay caùc microarray (hình 4.10) vaø coù theå ôû nhieàu daïng khaùc hoaëc laø söï keát hôïp cuûa caùc daïng treân. Töïu chung, nhaèm taïo thuaän lôïi nhaát cho chaån ñoaùn nhanh, nhaïy vaø chính xaùc caùc SNP ñang quan taâm. Microarray và Biochip Hình 4.9. Caùc vieân bi coù gaén maãu doø lai vôùi RNA/DNA muïc tieâu Hình 4.10. Microarray vôùi caùc daõy chaám, phía treân laø chuøm tia saùng cuûa ñaàu doø (detector) khueách ñaïi caùc ñoám saùng ñeå ñoïc keát quaû 3.7. CÔNG NGHỆ HỖ TRỢ SINH SẢN 168 Gồm: • Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo • Công nghệ cấy truyền phôi • Kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm • Kỹ thuật cắt phôi, nhân phôi từ tế bào đơn, xác định giới tính phôi • Kỹ thuật điều khiển giới tính Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 169 Khái niệm: • TTNT là kỹ thuật mà con ngƣời tiến hành đƣa tinh dịch hoặc tinh bảo quản (ngắn ngày hoặc dài ngày) vào đƣờng sinh dục con cái bằng dụng cụ chuyên dụng ở thời điểm thích hợp. • Đây là biện pháp cải tạo giống nhanh, tiên tiến nhằm tạo ra đàn con có sản lƣợng cao, phẩm chất tốt và đang đƣợc ứng dụng rộng rãi. Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 170 Lợi ích của thụ tinh nhân tạo - Phát triển vốn gen - nâng cao khả năng truyền giống của con đực - Kiểm soát dịch bệnh (tránh lây lan qua tiếp xúc) - Thuận tiện trong vận chuyển tinh dịch - Tiết kiệm đực giống, kéo dài thời gian sử dụng đực giống - Khắc phục đƣợc khó khăn do sự chênh lệch về tầm vóc trong giao phối trực tiếp, đực giống bị thƣơng - Có hiệu quả kinh tế - Đáp ứng trong việc gây động dục đồng loạt Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 171 Nhƣợc điểm của thụ tinh nhân tạo • Cần phát hiện động dục tốt • Cần xử lý, bảo quản tinh dịch tốt • Cần có cán bộ kỹ thuật đƣợc huấn luyện • Cần vốn ban đầu cao (đối với cơ sở sản xuất tinh đực giống) Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 172 Các nội dung chính trong công tác thụ tinh nhân tạo • Tuyển chọn và huấn luyện đực giống • Kỹ thuật khai thác tinh dịch • Kỹ thuật kiểm tra chất lƣợng tinh dịch • Kỹ thuật pha loãng, bảo tồn (ngắn ngày, dài ngày) • Kỹ thuật dẫn tinh (thụ tinh nhân tạo) Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 173 Phƣơng pháp khai thác tinh dịch Các yêu cầu cơ bản của việc lấy tinh dịch: + Lấy đƣợc toàn bộ tinh dịch với phẩm chất tốt nhất và thuần khiết nhất + Phƣơng pháp lấy tinh phải an toàn cho ngƣời và vật + Trang bị không quá phức tạp, kỹ thuật phải đơn giản dễ áp dụng trong thực tiễn sản xuất Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 174 Phƣơng pháp khai thác tinh + Phƣơng pháp hải miên + Phƣơng pháp âm đạo + Phƣơng pháp dùng túi đặt sẵn trong âm đạo + Phƣơng pháp cơ giới (massage) + Phƣơng pháp dùng điện + Phƣơng pháp dùng âm đạo giả: là phƣơng pháp đang đƣợc áp dụng rộng rãi hiện nay Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 175 KIỂM TRA PHẨM CHẤT TINH DỊCH * Các chỉ tiêu đánh giá thường xuyên • Thể tích tinh dịch (V - ml): Lƣợng tinh dịch bài xuất trong 1 lần khai thác • Hoạt lực (A - %): Tỉ lệ % tinh trùng vận động tiến thẳng trong vi trƣờng quan sát. A càng càng cao tinh dịch càng tốt chỉ dùng A từ 0.6 trở lên • Chỉ tiêu khác: -Độ pH của tinh dịch, màu sắc, mùi, độ vẩn -Nồng độ tinh trùng (C - triệu tinh trùng / ml): Số lượng tinh trùng / 1ml tinh dịch -Mật độ (d) kiểm tra cùng với A người ta ước lượng khoảng cách tương đối giữa các tinh trùng với chiều dài (l) của tinh trùng nếu d < l thì mật độ dày, nếu d > l thì mật độ thưa còn nếu d tương đương với l thì mật độ trung bình. *Chỉ tiêu tổng hợp VAC = VxAxC: Tổng số tinh trùng có khả năng thụ thai trong một lần khai thác Yêu câu kỹ thuật đối với tinh dịch theo tiêu chuẩn Việt Nam Chỉ tiêu Đơn vị Lợn ngoại Lợn nội Trâu bò Lượng tinh đã lọc ml ≥ 100 ≥ 50 ≥ 2 Màu sắc trắng sữa trắng sữa trắng, vàng ngà Mùi tanh tanh tanh Mật độ từ TB trở lên từ TB trở lên từ TB trở lên Hoạt lực ≥ 0.7 ≥ 0.6 ≥ 0.7 Nồng độ 106 ml ≥ 80 ≥ 20 ≥ 500 Sức kháng ≥ 3000 ≥500 ≥ 10.000 PH 6.8-8.1 6.8-8.1 6.4-7.8 Tỷ lệ sống % ≥ 70 ≥ 70 ≥ 70 Tỷ lệ kỳ hình % ≤10 ≤ 10 ≤ 10 Độ nhiễm khuẩn 103/ml ≤5 ≤ 5 ≤ 5 Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 177 KIỂM TRA PHẨM CHẤT TINH DỊCH * Các chỉ tiêu đánh giá định kỳ • Sức kháng của tinh trùng (R): Sức chịu đựng của tinh trùng trong dung dịch NaCl 1% • Tỉ lệ tinh trùng kỳ hình (K - %) • Kiểm tra thể acrosome (Ac - %) • Các chỉ tiêu khác: Sức kháng thẩm thấu của tinh trùng (Ro), Độ nhớt và tỷ trọng Chỉ số tuyệt đối sức sống của tinh trùng ngoài cơ thể (Sa) Tỉ lệ sống (Sg%) và tỉ lệ chết (Ch%) Hệ số giảm hoạt lực của tinh trùng (Ghh) Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 178 KIỂM TRA PHẨM CHẤT TINH DỊCH * Một số máy móc thiết bị Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 179 KỸ THUẬT PHA LOÃNG VÀ BẢO TỒN TINH DỊCH Bảo tồn dạng lỏng • Bảo tồn đông lạnh: tinh đông viên, tinh cọng rạ ( trong Ni tơ lỏng với nhiệt độ -79 tới - 193 o C ) Tinh trùng lợn 6-10o C Tinh trùng bò -14 tới -20 o C, Tinh trùng cừu -10o C Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 180 KỸ THUẬT PHA LOÃNG VÀ BẢO TỒN TINH DỊCH Yêu cầu của môi trƣờng pha loãng Có các điều kiện lý, hóa, sinh thỏa mãn điều kiện sống của tinh trùng: Áp lực thẩm thấu pH Có các chất điện giải và không điện giải phù hợp Đặc điểm vật lý phù hợp: tỷ trọng, độ nhớt Phải có tính kinh tế và thực tiễn Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 181 KỸ THUẬT PHA LOÃNG VÀ BẢO TỒN TINH DỊCH Chất liệu tạo môi trƣờng • Chất cung cấp năng lƣợng: các loại đƣờng glucose, fructose • Chất đệm: các muối kim loại kiềm yếu (Na3C6H5O7, NaHCO3, hoặc lòng đỏ trứng gà (NaH2PO4/Na2HPO4) • Chất chống choáng lạnh: glyxerin, lòng đỏ trứng (leucitin) • Các chất chống khuẩn: penicillin, streptomycin, tetracycline • Các chất rửa sạch môi trƣờng: do trong tinh dịch có các kim loại nặng đa hóa trị nhƣ Ca2+, Fe2+, Al3+... -> bổ sung TrilonB (EDTA): Na2H2Y → 2Na + + H2Y2 - Ca2+ + H2Y2 - → CaH2Y Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo KỸ THUẬT PHA LOÃNG VÀ BẢO TỒN TINH DỊCH Nồng độ và liều lượng tinh dịch • Với bò: tổng số tinh trùng trong một liều phối phải là 20 x106 có nghĩa là số lượng liều tinh = VxAxC= 20 x106 • Với lợn nội: nồng độ tinh trùng trong 1ml tinh dịch sau khi pha có từ 20 -30 x 106 , liều tinh là 30ml • Lợn ngọai: nồng độ tinh trùng trong 1ml tinh dịch sau khi pha từ 30 - 40 x 106 – Liều phối cho lợn nái nội phải đảm bảo có 1x109 tinh trùng, – Liều phối cho lợn lai phải đạt 1.5 x 109 tinh trùng, – Liều phối cho lợn nái ngoại phải đạt 3.0 x 109 tinh trùng Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 183 KỸ THUẬT DẪN TINH Kỹ thuật phát hiện động dục – Ví dụ chu kỳ động dục ở bò cái Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 184 KỸ THUẬT DẪN TINH (THỤ TINH NHÂN TẠO) Kỹ thuật phát hiện động dục - Ví dụ chu kỳ động dục ở bò cái Giai đoạn 1 - trước động dục (hay trước chịu đực) - Bò cái ngửi bò khác, bồn chồn, tìm kiếm bò cái khác hoặc bò đực - Cố nhảy lên con khác nhƣng không đứng yên khi bị bò cái khác hoặc bò đực nhảy lên lƣng. - Thích gần ngƣời, gần bò khác hơn thƣờng lệ. - Thỉnh thoảng kêu rống lên. - Âm hộ ƣớt, đỏ và hơi phồng lên. - Bò giảm lƣợng ăn vào và sữa giảm. Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 185 KỸ THUẬT DẪN TINH Kỹ thuật phát hiện động dục - Ví dụ chu kỳ động dục ở bò cái Giai đoạn 2 - động dục (chịu đực) - Giai đoạn này kéo dài khoảng 10-19 giờ. - Đứng yên cho bò khác nhảy lên. - Bồn chồn và kêu rống thƣờng xuyên, thích ngửi cơ quan sinh dục bò khác. - Tai dựng lên, tỏ vẻ dễ gần hơn. - Xƣơng sống lƣng cong lên, phần thắt lƣng lõm xuống, xƣơng hum cong lên. - Âm hộ phồng lên và dịch nhờn tiết ra lúc đầu lỏng sau đặc kéo thành sợi. - Mạn sƣờn lấm bùn và lông ở khấu đuôi xù lên (do bò khác nhảy lên). - Tính thèm ăn giảm, giảm sữa. - Thân nhiệt cao hơn (1oC). Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 186 KỸ THUẬT DẪN TINH Kỹ thuật phát hiện động dục - Ví dụ chu kỳ động dục ở bò cái Giai đoạn 3 - sau động dục (sau chịu đực) - Không cho con khác nhảy lên lƣng. - Ngửi bò khác và bị bò khác ngửi. - Dịch keo đặc từ âm hộ dính lên mông và đuôi. Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 187 KỸ THUẬT DẪN TINH - Kỹ thuật phát hiện động dục Lựa chọn thời điểm dẫn tinh thích hợp: - Bò - 12h sau khi phát hiện dộng dục. - Lợn - 24 và 36h sau khi bắt đầu động dục. - Cừu - 12 đến 18h sau khi bắt đầu động dục Kỹ thuật thụ tinh nhân tạo 188 KỸ THUẬT DẪN TINH - Vị trí dẫn tinh thích hợp KỸ THUẬT CẤY CHUYỂN PHÔI 3.1. Nguyên lý chung của kỹ thuật cấy chuyển phôi và phân cắt phôi • Dựa vào đặc điểm sinh sản của động vật có vú: Sau thụ tinh phôi còn ở trạng thái tự do, một vài ngày đầu trong phần trên của đƣờng sinh dục con mẹ có thể tách phôi ra ngoài cơ thể và nuôi cấy in vitro sau đó lại có thể chuyển vào cơ thể mẹ chửa tiếp tục rồi sinh sản. • Dựa vào đặc tính toàn năng của tế bào ở giai đoạn phôi thai (4-8 tế bào) có thể lấy phôi và phân cắt phôi để thu đƣợc nhiều phôi hơn nữa (kỹ thuật phân cắt phôi). Sơ đồ sự phát triển phôi tuần đầu tiên ở động vật có vú. 3.2. ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN PHÔI Ở GIAI ĐOẠN SỚM 3.3.CÁC BƢỚC CHÍNH TRONG CẤY CHUYỂN PHÔI a. Đối với gia súc cái cho phôi: • Gây rụng trứng hàng loạt bằng cách tiêm các hocmon sinh dục. • Giao phối với con bố đã lựa chọn ở thời điểm động dục cao. • Thu nhận phôi bằng cách rửa dạ con 4-9 ngày sau giao phối. • Đông lạnh phôi và bảo quản chúng trong nitơ lỏng Kü thuËtcÊy chuyÓn ph«i 3.3.CÁC BƢỚC CHÍNH TRONG CẤY CHUYỂN PHÔI b. Đối với gia súc nhận phôi: • Gây động dục đồng loạt một nhóm gia súc cái đã chọn lựa (10 – 15 con). • đƣa phôi vào đàn gia súc nhận bằng cách bơm môi trƣờng dinh dƣỡng chứa phôi vào tử cung nhƣ thụ tinh nhân tạo • Theo dõi chặt chẽ quá trinh mang thai trong một số tháng đầu KỸ THUẬT CẤY CHUYỂN PHÔI KỸ THUẬT CẤY CHUYỂN PHÔI 3.3.CÁC BƢỚC CHÍNH TRONG CẤY CHUYỂN PHÔI c.Kỹ thuật lấy phôi và cấy phôi • Dùng dụng cụ là ống Foley để thụt rửa để thu phôi • Dung dịch thụt rửa gồm: muối đệm phốt phát Dulbecco (PBS), bổ sung 10 ml huyết thanh bò, 100.000 đơn vị penicilin và 50mg/L streptomicin. Nhiệt độ dung dịch khi sử dụng 37 0C. • Thời gian lấy phôi: 4 - 9 ngày sau thụ tinh. • Cấy phôi vào tử cung theo phƣơng pháp dẫn tinh nhƣ thụ tinh nhân tạo Sơ đồ thụt rửa phôi KỸ THUẬT CẤY CHUYỂN PHÔI Steps in loading a 0.25-cc plastic straw in preparation for transfer (or freezing) an embryo: labelling (A), aspirating embryo in second column of fluid (B), and the loaded straws (C). Note the air bubbles (arrows) to compartmentalize the straw. The top straw is loaded for freezing and the bottom straw is loaded for transfer, with a third column of medium as an added measure of safety Transfer of frozen embryo In vitro fertilization and embryo transfer 3.4. Ứng dụng của cấy chuyển phôi a. Nhân nhanh gia súc cái hoặc con thú đặc biệt quí Trong buồng trứng con bê cái có tới 500.000 tế bào trứng. Nếu dùng hocmon kích thích sẽ gây rụng trứng hàng loạt. Có thể thu tối đa tới 75 phôi, thƣờng là 12 - 15 phôi trong một đợt kích thích. Một bò cái có thể chịu đƣợc kích thích 8 lần liên tiếp và nhƣ vậy có thể cho tới hàng trăm phôi. Bằng phƣơng pháp này dễ dàng nhân nhanh bê cái từ một bò sữa cao sản KỸ THUẬT CẤY CHUYỂN PHÔI 3.4. Ứng dụng của cấy chuyển phôi b. Ứng dụng về vận chuyển gia súc - Vận chuyển và thƣơng mại giống gia súc dƣới dạng phôi. Các phôi này đƣợc bảo quản lạnh sâu trong nitơ lỏng (-1960C) hoặc đƣợc bảo quản trong tử cung của thỏ. - So với vận chuyển con vật sống, vận chuyển phôi rất thuận lợi, ít tốn kém, giảm thiểu sự lây lan bệnh, đơn giản hóa việc kiểm dịch khi qua biên giới KỸ THUẬT CẤY CHUYỂN PHÔI 3.4. Ứng dụng của cấy chuyển phôi c. Xác định giới tính phôi trước khi cấy • Xác định qua NST giới tính: thông qua giải phẫu mô và tế bào quan sát NST giới tính của phôi • Xác định qua sự có mặt của kháng nguyên HY chỉ có trong hợp tử đực • Phƣơng pháp phân tích ADN:xác định trinh tự lặp đặc hiệu của NST giới tính qua kỹ thuật PCR (Ví dụ: dùng mồi SE47, SE48 để xác định NST Y ở cừu và hƣơu đỏ Châu Âu. Trình tự của mồi: 5’- CAGCCAAACCTCCCTCTGC - 3’ (SE47) 5’- CCCGCTTGGTCTTGTCTGTTGC - 3’ (SE48) ( I. Pfeiffer and B. Brenig – Department of Molecular Biology, Institute of Veterinary Medicine, Goettingen, Germany ) KỸ THUẬT CẤY CHUYỂN PHÔI Sơ đồ chuẩn đoán sớm giới tính phôi KỸ THUẬT CẤY CHUYỂN PHÔI 3.4. Ứng dụng của cấy chuyển phôi d. Nhân nhanh phôi: Chia cắt các tế bào của phôi có từ 4 – 8 tế bào để thu đƣợc nhiều phôi hơn, bằng cách này cho phép thu nhận một số lớn phôi giống hệt nhau về mặt di truyền. KỸ THUẬT CẤY CHUYỂN PHÔI
File đính kèm:
- bai_giang_cong_nghe_sinh_hoc_dai_cuong_chuong_iii_cac_phuong.pdf