Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Bài mở đầu của Nguyễn Thị Phương Thảo

Công Nghệ Sinh Học Đại Cương

Liên hệ

091-263-0268

Nguyễn Thị Phương Thảo (PhD) BM Công Nghệ Sinh Học Thực Vật Khoa Công Nghệ Sinh Học Giảng đường B, phòng 208 (cũ) Mobile: Email: thaohau@yahoo.com

NỘI DUNG

 Chương I: Lịch sử phát triển Công Nghệ Sinh Học  Chương II. Các kỹ thuật nền của CNSH hiện đại  Chương III: Các phương pháp và ứng dụng của CNSH động

vật, người và y sinh

 Chương IV: các phương pháp và ứng dụng của CNSH thực vật  Chương V: các phương pháp và ứng dụng của CNSH vi sinh

vật và môi trường

 Chương VI. Sở hữu trí tuệ và an toàn sinh học trong CNSH

Chương 1: Lịch sử phát triển Công Nghệ Sinh Học

 Những khái niệm về CNSH  CNSH truyền thống, CNSH cận đại  CNSH hiện đại (CNSH phân tử)  Đối tượng, mục tiêu nghiên cứu của

CNSH

Các cuộc cách mạng công nghệ trên thế giới

CÔNG NGHỆ SINH HỌC LÀ GÌ?

 1919: Karl Ereky: “sản phẩm

Định nghĩa CNSH

được sản xuất ra từ các nguyên liệu thô với sự giúp đỡ của các vật chất sống”

 1992, Công ước đa dạng sinh học : bất kỳ ứng dụng công nghệ sử dụng các hệ thống sinh vật, các cơ thể sống hoặc bắt nguồn từ đó để tạo mới hoặc biến đổi sản phẩm hoặc một quá trình .

 Chấp nhận bởi 168 nước, + FAO

+ WHO

DEFINITIONS

Biotechnology làlà cáccác côngcông cụcụ Biotechnology

trình sinhsinh họchọc

SửSử dụngdụng cáccác quáquá trình vàvà phânphân tửtử

nh»m giải quyÕt những vÊn ®Ò hoÆc t¹o ra c¸c sản phÈm cã Ých

Biology + chemistry + engineering

2. S¬ l îc lÞch sö ph¸t triÓn

Mét sè mèc quan träng trong sù ph¸t triÓn cña CNSH

CNSH truyền thống(CNSH Thế hệ 1) (từ 1750 BC)

 Thuần hóa cây trồng, vật nuôi  Các sản phẩm lên men (sữa chua, phomat, …  Sản xuất rượu, bia (Saccaromyces cerevisieae;

Actinomyces, Leuconostoc)

CNSH cận đại(CNSH Thế hệ 2) (từ 1863)

 Chọn tạo giống cây trồng, vật nuôi  Sản xuất vaxcin, kháng thể, kháng sinh  Công nghệ tế bào: nhân giống cây trồng, vật

nuôi…

CNSH hiện đại (CNSH Thế hệ 3) (từ 1972)

 Genetic engineering  Recomninant DNA technology  Gene technology  Modern biotechnology

8000-4000 B.C.E.

Loài người thuần hóa cây trồng, vật nuôi

Khoai tây được trồng lần đầu tiên làm thực phẩm

Một số mốc phát triển của CNSH Biotechnology Timeline

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

Biotechnology được sử dụng trong làm bánh mỳ, lên men bia sử dụng nấm men (Egypt).

Sản xuất cheese, lên men rượu(Sumeria, China,Egypt).

2000 B.C.E.

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

500 B.C.E.

Chất kháng sinh đầu tiên: đậu phụ được dùng để trị ung nhọt (China).

100 B.C.E.

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

Thuốc diệt côn trùng đầu tiên: bột hoa cúc (China)

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

 Sinh học kính hiển vi bắt đầu

• Robert Hooke

năm 1665

 Robert Hooke (1635-1703)

phát hiện sinh vật được cấu tạo từ các tế bào

 Matthias Schleiden (1804-

1881) and Theodor Schwann (1810-1882); Rudolf Virchow với các nghiên cứu về tế bào những năm 1830s

• Matthias Schleiden

• Theodor Schwann

Rudolf Virchow

Nguyen Thi Phuong Thao, Dept. of Plant Biotechnology, Faculty of Biotechnology, Hanoi University of Agriculture

1830-1833

1830 Phát hiện Proteins

Model of a 5-peptide protein.

1833 Phát hiện và Phân lập enzyme

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1857

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

Louis Pasteur; vi khuẩn là nguyên nhân gây ra sự lên men. Sau đó ông đã thực hiện thí nghiệm chứng minh “germ theory of disease”.

1859

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

Charles Darwin xuất bản “theory of evolution by natural selection”.

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

 1865 Gregor Mendel phát hiện các qui luật di truyền cơ bản ở cây đậu.

Mendel: The Father of Genetics

 1869 Johann Friedrich Miescher phát hiên DNA và đặt tên là nuclein.

Johann Miescher

Nguyen Thi Phuong Thao, Dept. of Plant Biotechnology, Faculty of Biotechnology, Hanoi University of Agriculture

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1941- 1 gene-enzyme, Beadle & Tatum

Nguyen Thi Phuong Thao, Dept. of Plant Biotechnology, Faculty of Biotechnology, Hanoi University of Agriculture

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1944- DNA là chất di truyền ; Avery, Mcleod& McCarty

Nguyen Thi Phuong Thao, Dept. of Plant Biotechnology, Faculty of Biotechnology, Hanoi University of Agriculture

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1953- cấu trúc của DNA; Watson, Crick, Franklin, Wilkins

Nguyen Thi Phuong Thao, Dept. of Plant Biotechnology, Faculty of Biotechnology, Hanoi University of Agriculture

1955

Frederick Sanger phát hiện trình tự amino acid của insulin .

3D model of insulin

1982 Insulin được sản xuất nhờ

biến đổi di truyền vi sinh vật.

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1958

● DNA được tổng hợp nhân tạo trong ống nghiệm

lần đầu tiên

● Phát hiện hồng cầu Lưỡi liềm do đột biến 1 amino acid .

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1966 Phát hiện mã di truyền của DNA

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

Three scientists shared the 1968 Nobel Prize in Physiology or Medicine for the discovery.

Marshall Nirenberg Robert Holley Har Gobind Khorana

1971

● Hoàn tất tổng hợp gen nhân tạo. ● Phát hiện restriction enzymes, mở đường cho kỹ thuật

tách và nhân dòng gen .

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

dụng RE để cắt và nối DNA .

(1977 sees the first expression of a human gene in bacteria.)

Stanley Cohen Herbert Boyer and a recombinant bacterium

Cohen won a Nobel Prize in 1986 for an unrelated discovery!

1973 Stanley Cohen and Herbert Boyer hoàn thiện kỹ thuật di truyền sử

1975 Georges Kohler and Cesar Milstein Sản xuất kháng thể đơn dòng

They shared the 1984 Nobel Prize in Physiology or Medicine with Neils Jerne.

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1981 Động vật chuyển gen đầu tiên (mice).

Bản quyền được cấp lần đầu tiên cho vi khuẩn biến đổi

gen có khả năng phân giải dầu thô .

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1983

Phát minh kỹ thuật PCR để nhân bản DNA .

Kary Mullis, who was born in Lenoir, N.C., wins the 1993 Nobel Prize in Chemistry for the discovery. He became interested in science as a child when he received a chemistry set for Christmas.

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1986

Vacxin tái tổ hợp đầu tiên đuợc dùng cho người : hepatitis B.

Sản xuất interferon dùng trong trị

bệnh ung thư.

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1987

Thử nghiệm đồng ruộng cây cà chua kháng virus

1994 Cà chua biến đổi gen được bán tại Mỹ lần đầu

tiên

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1990

The Human Genome Project — nỗ lực quốc tế để lập

bản đồ toàn bộ gen người được khởi động .

2002 Công bố bản nháp đầu tiên

Francis Collins, M.D., Ph.D.

Director, Human Genome Project

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1997 Nhân bản vô tính thành công cừu Dolly từ tế bào trưởng

thành .

Dolly (1996-2003) as an adult Dolly and her surrogate mother

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

1998

Dòng tế bào gốc phôi người được thiết lập .

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

2003 The SARS (severe acute respiratory syndrome) virus được đọc trình tự 3 tuần sau khi được phát hiện .

SARS, which began in China, spreads quickly — and spreads fear throughout the Far East and the world. The last reported cases occurred in 2004 and resulted from laboratory-acquired infections.

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

2004 Nhân bản vô tính mèo thành công .

She is called CopyCat (or Cc for short).

CÁC MỐC PHÁT TRIỂN CHÍNH

2006

Vaxcin tái tổ hợp chống lại against human papillomavirus (HPV) được đưa vào sử dụng.

The virus causes genital warts and can cause cervical cancer.

Sự phát triển của cây CNSH

Đối tượng, mục tiêu nghiên cứu của CNSH

vµo qu¸ trình CNSH:

• CNSH thùc vËt (Plant Biotechnology) • CNSH ®éng vËt (Animal Biotechnology) • CNSH vi sinh vËt (Microbial

• CNSH enzyme hay c«ng nghÖ enzyme

Biotechnology)

(Enzyme Biotechnology)

Dùa trªn c¸c ®èi t îng phôc vô: • CNSH n«ng nghiÖp • CNSH y tÕ • CNSH m«i tr êng • CNSH năng l îng • CNSH vËt liÖu • CNSH chÕ biÕn thùc phÈm • CNSH ho¸ häc...