Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 3 - ThS. Ninh Thị Thảo

Chia sẻ: Minh Vũ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:208

Thêm vào BST

Báo xấu

196
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Công nghệ sinh học đại cương - Chương 3: Các phương pháp và ứng dụng của công nghệ sinh học động vật, người và y sinh" cung cấp cho người học các kiến thức: Kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật, công nghệ tế bào gốc, công nghệ nhân bản động vật, kỹ thuật chuyển gen vào tế bào động vật,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 3 - ThS. Ninh Thị Thảo

CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƢƠNG (SH3014) Giảng viên: 1 BM CNSH TV – Khoa CNSH
CHƢƠNG III: CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ ỨNG DỤNG CỦA CNSH ĐỘNG VẬT, NGƢỜI VÀ Y SINH (8 TIẾT) 3.1. Kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật 3.2. Công nghệ tế bào gốc 3.3. Công nghệ nhân bản động vật 3.4. Kỹ thuật chuyển gen vào tế bào động vật 3.5. Công nghệ vacxin tái tổ hợp và sản xuất kháng thể đơn dòng 3.6. Dự án genom ngƣời và các ứng dụng 3.7 Công nghệ hỗ trợ sinh sản 2 BM CNSH TV – Khoa CNSH
3.1 KỸ THUẬT NUÔI CẤY TẾ BÀO ĐỘNG VẬT (kiến thức cần nhớ) Đặc điểm của tế bào động vật 10-100 microns Có hình cầu trong dung dịch Không có thành tế bào Màng plasma mỏng, dễ vỡ và dễ bị biến đổi Bề mặt tích điện âmSinh trƣởng trên bề mặt tích điện dƣơng ví dụ: Collagen • 3 BM CNSH TV – Khoa CNSH
3.1 KỸ THUẬT NUÔI CẤY TẾ BÀO ĐỘNG VẬT (kiến thức cần nhớ) G1 Phase: ·Tế bào bƣớc vào pha tổng hợp hoặc ·Thoát khỏi chu kỳ tế bào để tiến hành phân hoá (reversible or irreversible) ·Các tế bào rất nhạy cảm để tác động điều khiển ở thời điểm này S Phase: Tổng hợp DNA • G2 Phase: Tế bào chuẩn bị cho nguyên phân Mitosis Chu kỳ tế bào 4 BM CNSH TV – Khoa CNSH
3.1 KỸ THUẬT NUÔI CẤY TẾ BÀO ĐỘNG VẬT 3.1.1 KHÁI NIỆM Là nuôi cấy mô, tế bào tách rời khỏi cơ thể nếu đƣợc đặt trong môi trƣờng đảm bảo dinh dƣỡng và nhiệt độ thích hợp thì tế bào sẽ sống và tiếp tục phân chia. Quá trình có thể diễn ra liên tục nếu sau từng thời gian nhất định tiến hành rửa và bổ sung dung dịch nuôi cấy mới. Các mô, tế bào động vật hay sử dụng trong nuôi cấy: phôi ngƣời, phôi gà, thận khỉ, phôi lợn, màng ối ngƣời… 3.1.2 PHƢƠNG PHÁP NUÔI CẤY • NUÔI CẤY CƠ QUAN • NUÔI CẤY MÔ • NUÔI CẤY TẾ BÀO 5 BM CNSH TV – Khoa CNSH
3.1 PHƢƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT Nuôi cấy cơ quan (Organ Culture): là quá trình nuôi cấy toàn bộ phôi, cơ quan hoặc mô đƣợc cắt ra khỏi cơ thể bằng giải phẫu mẫu sống (vivisection) hoặc ngay sau khi não dừng hoạt động . Đặc điểm: Kiến trúc và các chức năng sinh lý bình thƣờng đƣợc duy trì. Các tế bào vẫn ở trạng thái phân hóa (fully differentiated). Tốc độ sinh trƣởng chậm. Cần mẫu tƣơi cho mỗi lần thí nghiệm. Hạn chế khi nuôi cấy trên quy mô lớn. Nuôi cấy mô (Tissue Culture): Nuôi cấy những mẩu cắt ra từ các mô cắt rời Đặc điểm: Một số chức năng bình thƣờng có thể vẫn đƣợc duy trì. Tổ chức ban đầu của mô bị phá huỷ. Có thể ứng dụng cho nuôi cấy quy mô lớn 6 BM CNSH TV – Khoa CNSH
3.1 PHƢƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT Nuôi cấy tế bào (Cell Culture): Mô hoặc một phần của mẫu đƣợc làm tan rã ra, chủ yếu là bằng xử lý enzyme, thành dịch huyền phù tế bào. Nguồn nguyên liệu này đƣợc sử dụng cho nuôi cấy đơn lớp hoặc nuôi cấy huyền phù. Đặc điểm: Phát triển dòng tế bào qua một số thế hệ Có thể nuôi cấy trên qui mô lớn Các tế bào có thể bị mất đi một số đặc tính phân hoá. 10/18/2011 7 BM CNSH TV – Khoa CNSH
NUÔI CẤY ĐƠN LỚP Ƣu điểm: Dễ dàng thay đổi môi trƣờng và rửa tế bào trƣớc khi bổ sung môi trƣờng mới Các tế bào liên kết nhau thể hiện dễ dàng hơn Linh hoạt (Flexible) và có thể sử dụng đối vơi tất cả các loại tế bào Nhƣợc điểm: Khó triển khai trên qui mô lớn Cần nhiều không gian hơn so với nuôi cấy huyền phù Khó định lƣợng các thông số cho mẫu để điều khiển sự sinh trƣởng tế bào Việc đo Oxygen và pH gặp khó khăn 8 BM CNSH TV – Khoa CNSH
Nuôi cấy các tế bào phát triển theo kiêu liên kết bám dính (Anchorage Dependent Cultures) Đặc điểm: - Sự nhân lên của các tế bào liên kết bám dính chỉ có thể xảy ra khi tạo đƣợc bề mặt nuôi cấy phù hợp. - Quá trình liên kết của các tế bào liên quan một loạt các bƣớc: • Sự bám của các yếu tố dinh kết với bề mặt nuôi cấy (Cold insoluble globulin or other attachment glycoproteins) • Sự liên kết giữa tế bào với bề mặt nuôi cấy • Sự dính kết các tế bào với bề mặt đƣợc bao phủ. (các chất heparan sulfate đa dạng được tổng hợp bởi tế bào ) • Sự phát triển lan rộng của các tế bào đã liên kết - Bề mặt nuôi cấy phải có tính hút nƣớc và đƣợc tích điện tối ƣu trƣớc khi qúa trình dính kết xảy ra. 9 BM CNSH TV – Khoa CNSH
NUÔI CẤY HUYỀN PHÙ TẾ BÀO Đặc điểm: Có khả năng sinh trƣởng và phân hoá mà không cần quá trình gắn kết các tế bào với nhau. Có thể sử dụng các thiết bị nuôi cấy trên qui mô lớn Spinner Flasks, Stirred-Tank Bioreactors, Air lift Bioreactors 10 BM CNSH TV – Khoa CNSH
Phƣơng pháp nuôi cấy 11 BM CNSH TV – Khoa CNSH
Một số khái niệm dòng tế bào Dòng tế bào (Cell Lines) – là thuật ngữ dùng để chỉ một quần thể tế bào giống hệt nhau bắt nguồn từ một tế bào ban đầu Dòng tế bào liên tục (Continuous Cell Lines) –là dòng tế bào nuôi cấy trong điều kiện in vitro qua nhiều thế hệ và có khả năng duy trì khả năng phân bào trong thời gian rất dài hoặc vĩnh viễn mà không thay đổi đặc tính. 10/18/2011 12 BM CNSH TV – Khoa CNSH
Sự sinh trƣởng của tế bào nuôi cấy 13 BM CNSH TV – Khoa CNSH
Một số dụng cụ sử dụng trong nuôi cấy tế bào động vật 14 BM CNSH TV – Khoa CNSH
MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY Thành phần : các muối vô cơ, pH dinh dƣỡng, các chất đệm Hầu hết tế bào sinh trƣởng tốt ở (phenol red). pH 7.4 Một số fibroblasts cần pH 7.4-7.7 Các muôí vô cơ (Na, K, Ca, Mg, Cl, P), vi lƣợng (iron, zinc, Các tế bào biến nạp pH 7.0-7.4 selenium), Đƣờng (glucose là Các tế bào Epidermal đôi khi cần phổ biên nhât), Axit amin, vitamin pH 5.5 Huyết thanh Sử dụng chỉ thị Phenol Red Kháng sinh – Có mầu tím ở pH 7.8 – Mầu hồng ở pH 7.6 – Mầu đỏ ở pH 7.4 – Da cam ở pH 7.0 – Vàng ở pH 6.5 15 BM CNSH TV – Khoa CNSH
Ví dụ về nuôi cấy mô não chuột
ỨNG DỤNG CỦA NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT • Mô hình thử nghiệm và chẩn đoán bệnh • Sản xuất các hợp chất sinh học + Vacxin virus + Hoạt chất sinh học + Interferon + Kháng thể đơn dòng • Tạo các nguyên liệu cấy ghép • Tạo cơ quan từ tế bào động vật nuôi cấy • Sản xuất các virus diệt côn trùng +Bacolovirus 17 BM CNSH TV – Khoa CNSH
3.2 CÔNG NGHỆ TẾ BÀO GỐC 3.2.1 KHÁI NIỆM Là các tế bào có khả năng phân chia liên tục trong nuôi cấy và phát triển thành các tế bào chuyên hoá. 3.2.2 ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN CỦA TẾ BÀO GỐC – có khả năng tự tái tạo mới – có thể biệt hoá thành những tế bào và tổ chức chuyên biệt đảm nhiệm những chức năng đặc biệt. – có thể phân lập và duy trì đƣợc ở trạng thái chƣa bịêt hoá. – có thể tăng sinh và biệt hoá khi đƣợc chuyển vào động vật có hệ thống miễn dịch đã bị tổn thƣơng. 18 BM CNSH TV – Khoa CNSH
PHÂN LOẠI TẾ BÀO GỐC (Theo tiềm năng biệt hóa) • 1 2 3 Tế bào hợp tử và các TB phôi ở giai TB có khả năng các tế bào phôi ở đoạn tiếp sau giai phân hóa thành một giai đoạn 4-8 tế đoạn nêu trên (nút loại hay một họ các bào. phôi và dưỡng TB chuyên hóa xác Có thể phát triển phôi). Phân hóa định thành cơ thể hoàn thành các TB vài chỉnh tiềm năng TB đa tiềm năng TB vài tiềm năng (TB mầm) TB toàn năng 19 BM CNSH TV – Khoa CNSH
Day 3-4 Day 1 Multi-cell embryo Fertilized egg Day 5-6 Day 11-14 Blastocyst Tissue Differentiation