Công nghệ tế bào

I. Công nghệ tế bào là gì?

1. Khái niệm công nghệ tế bào

- Công nghệ tế bào là quy trình kĩ thuật ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc nuôi cấy mô trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.

2. Nguyên lí của công nghệ tế bào

- Mô là một nhóm tế bào độc lập có cấu trúc và chức năng như nhau. Vì vậy, khi tách riêng mô để nuôi cấy, chúng có thể phát triển thành cơ quan hoặc mô cơ thể.

- Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào: dựa trên tính toàn năng, khả năng biệt hóa và phản biệt hóa, khả năng phân chia và điều khiển sự biệt hóa bằng thành phần môi trường trong đó quan trọng nhất là hormone sinh trưởng.

- Nguyên lí của công nghệ tế bào: mỗi tế bào chứa hệ gene của tế bào quy định tất cả các đặc tính và tính trạng của cơ thể sinh vật. Các tế bào toàn năng có khả năng biệt hóa và phản biệt hóa thành những loại tế bào khác nhau trong cơ thể. Do đó, tùy thuộc vào điều kiện môi trường nuôi cấy mà tế bào có thể tạo ra các sản phẩm công nghệ khác nhau.

Tính toàn năng của tế bào:

• Tính toàn năng của tế bào là khả năng biệt hóa và phản biệt hóa của tế bào thành những loại tế bào khác nhau trong cơ thể.
• Tính toàn năng của tế bào động vật và thực vật khác nhau: Tế bào thực vật trưởng thành có thể phân chia và biệt hóa để hình thành cây hoàn chỉnh, tế bào động vật trưởng thành thường chỉ có thể hình thành những loại tế bào nhất định.

II. Công nghệ tế bào thực vật

1. Công nghệ tế bào thực vật

- Công nghệ tế bào thực vật được thực hiện dựa trên tính toàn năng của tế bào để tạo ra các mô tế bào, các cơ quan hay các cơ thể mới.

Quy trình nhân giống bằng công nghệ tế bào thực vật:

• Bước 1: Tách các mẫu mô từ cơ quan của cơ thể thực vật.
• Bước 2: Cho các mẫu mô nuôi cấy trong môi trường thích hợp để tạo mô sẹo.
• Bước 3: Bổ sung hormone kích thích sinh trưởng để kích thích mô sẹo phát triển thành cây con.
• Bước 4: Đem cây con chuyển sang trồng trong vườn ươm cho phát triển thành cây trưởng thành.
• Bước 5: Đem cây trưởng thành từ vườn ươm chuyển sang trồng trong môi trường thực địa.

Mục đích nhân giống bằng công nghệ tế bào thực vật:

• Cung cấp đủ số lượng cây trồng trong một thời gian ngắn và đồng nhất về đặc tính di truyền nhằm đáp ứng yêu cầu của sản xuất.
• Bảo tồn được một số nguồn gene thực vật quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng.

2. Một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật

- Công nghệ tế bào thực vật được ứng dụng khá rộng rãi trong nhân giống in vitro ở cây trồng và trong tạo giống cây trồng mới.

Một số thành tựu:

• Nhân nhanh các giống cây ăn quả bao gồm chuối già Nam Mỹ, chuối sứ, dâu tây chịu nhiệt, dừa, dứa,...
• Nhân nhanh các giống cây cảnh có giá trị cao như lan hồ điệp, lan rừng đột biến,… và cây cảnh ngắn ngày như hoa hồng, thược dược, cúc, đồng tiền,...
• Nhân nhanh các giống cây dược liệu như đinh lăng, đẳng sâm, sâm Ngọc Linh,...
• Nhân nhanh các giống cây lấy gỗ như bạch đàn, keo lai, cầm lai,...

III. Công nghệ tế bào động vật

1. Công nghệ tế bào động vật

- Công nghệ tế bào động vật được thực hiện dựa trên tính toàn năng và khả năng biệt hóa của tế bào gốc. Tùy theo sự thay đổi về điều kiện và thành phần môi trường nuôi cấy tế bào gốc, nhất là thành phần hormone sinh trưởng, và nhờ quá trình phân bào đã tạo ra các mô, cơ quan hay cơ thể mới.

- Công nghệ tế bào động vật gồm hai kĩ thuật chính là: nhân bản vô tính và cấy truyền phôi.

Quy trình nhân bản vô tính cừu Dolly:

• Bước 1: Tách tế bào tuyến vú của con (A) và nuôi trong phòng thí nghiệm.
• Bước 2: Tách tế bào trứng của con (B), sau đó loại bỏ nhân của tế bào trứng này.
• Bước 3: Chuyển nhân của tế bào tuyến vú vào tế bào trứng đã loại bỏ nhân tạo nên tế bào lai.
• Bước 4: Nuôi cấy tế bào lai trên môi trường nhân tạo cho phát triển thành phôi.
• Bước 5: Cấy phôi vào tử cung của con cừu cái C để “mang thai hộ”.
• Bước 6: Phôi phát triển thành cơ thể mới tạo ra cừu Dolly có đặc điểm di truyền hầu như giống con cừu A.

Quy trình cấy truyền phôi động vật:

• Bước 1: Tách lấy phôi từ động vật cho phôi.
• Bước 2: Sử dụng các biện pháp để tác động vào phôi đó trước khi chuyển vào cơ thể nhận.
• Bước 3: Cấy phôi đã chịu tác động ở bước 2 vào tử cung của các động vật nhận phôi để các động vật này mang thai và sinh con.

→ Cấy truyền phôi ở động vật là kĩ thuật chia cắt phôi động vật thành nhiều phôi rồi cấy các phôi này vào tử cung của các con cái khác nhau để tạo ra được nhiều con vật có kiểu gene giống nhau.

2. Một số thành tựu của công nghệ tế bào động vật

- Sử dụng tế bào gốc và công nghệ tế bào gốc để ứng dụng chăm sóc da và hỗ trợ điều trị một số bệnh lí về da.

- Thành lập ngân hàng tế bào gốc MekoStem để thu thập, phân lập, bảo quản, biệt hóa và cung cấp các tế bào gốc từ màng dây rốn nhằm ứng dụng điều trị các tổn thương da và các vết thương mãn tính lâu liền.

- Sử dụng liệu pháp tế bào gốc nuôi niêm mạc miệng của bệnh nhân thành kết mạc để chữa mắt.

- Thành công bước đầu trong ứng dụng công nghệ tế bào gốc điều trị tổn thương vùng cơ tim gây suy tim.

- Thành công nuôi cấy tế bào mầm tinh trùng của chuột thành tinh trùng, mở ra triển vọng trong điều trị vô sinh ở nam giới.

- Chuyển gene thành công tạo ra những con cá phát sáng mở ra cách bảo tồn hoặc chữa bệnh mới.

- Ứng dụng hiểu biết về nhân tố kiểm soát sự tăng trưởng và chuyên biệt hóa của tế bào gốc để kiểm soát cách thức tế bào tạo ra nhiều tế bào giúp hoàn thiện liệu pháp chống ung thư.