Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Công nghệ gene”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Dòng 74:
Các nhà nghiên cứu đang thay đổi bộ gen của lợn để tạo ra sự phát triển của các bộ phận cơ thể người dùng trong cấy ghép. Các nhà khoa học đang tạo ra "ổ gen", thay đổi bộ gen của muỗi để khiến chúng miễn dịch với bệnh sốt rét, và sau đó tìm cách truyền bá muỗi đã biến đổi gen trong quần thể muỗi với hy vọng loại bỏ căn bệnh này. <ref>{{Chú thích báo|url=https://www.nytimes.com/2015/11/27/us/2015-11-27-us-animal-gene-editing.html|title=Open Season Is Seen in Gene Editing of Animals|last=Harmon|first=Amy|date=2015-11-26|work=The New York Times|access-date=2017-09-27|language=en-US|issn=0362-4331}}</ref>
=== Nghiên cứu ===
[[Tập tin:PCWmice1.jpg|liên_kết=https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp%20tin:PCWmice1.jpg|nhỏ|[[Chuột knockout]]]]
[[Tập tin:Expression_of_Human_Wild-Type_and_P239S_Mutant_Palladin.png|liên_kết=https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp%20tin:Expression_of_Human_Wild-Type_and_P239S_Mutant_Palladin.png|nhỏ|Tế bào người trong đó một số protein được hợp nhất với [[GFP|protein huỳnh quang màu xanh lá cây]] để cho phép chúng được hình dung]]
Kỹ thuật gen là một công cụ quan trọng đối với [[Khoa học tự nhiên|các nhà khoa học tự nhiên]], với việc tạo ra các sinh vật chuyển gen là một trong những công cụ quan trọng nhất để phân tích chức năng gen. <ref>{{Chú thích tạp chí|vauthors=Praitis V, Maduro MF|date=2011|title=Transgenesis in C. elegans|journal=Methods in Cell Biology|volume=106|pages=161–85|doi=10.1016/B978-0-12-544172-8.00006-2|isbn=9780125441728|pmid=22118277}}</ref> Các gen và thông tin di truyền khác từ nhiều loại sinh vật có thể được đưa vào vi khuẩn để lưu trữ và sửa đổi, tạo ra [[ Vi khuẩn biến đổi gen|vi khuẩn biến đổi gen]] trong quá trình này. Vi khuẩn rẻ, dễ phát triển, [[ Nhân bản (sinh học tế bào)|vô tính]], nhân lên nhanh chóng, tương đối dễ biến nạp và có thể bảo quản ở -80 ° C gần như vô hạn. Khi một gen được phân lập, nó có thể được lưu trữ bên trong vi khuẩn, cung cấp nguồn cung cấp không giới hạn cho nghiên cứu. <ref>{{Chú thích web|url=https://www.learner.org/courses/biology/textbook/gmo/gmo_2.html|tựa đề=Rediscovering Biology – Online Textbook: Unit 13 Genetically Modified Organisms|website=www.learner.org|ngày truy cập=2017-08-18}}</ref> Các sinh vật được biến đổi gen để khám phá các chức năng của một số gen nhất định. Điều này có thể là ảnh hưởng đến kiểu hình của sinh vật, nơi gen được biểu hiện hoặc những gen khác mà nó tương tác. Các thí nghiệm này thường liên quan đến việc mất chức năng, tăng chức năng, theo dõi và biểu hiện.
* '''Các thí nghiệm mất chức năng''', chẳng hạn như trong một thí nghiệm [[ Loại trực tiếp|loại bỏ gen]], trong đó một sinh vật được thiết kế để thiếu hoạt động của một hoặc nhiều gen. Trong một lần loại trực tiếp đơn giản, một bản sao của gen mong muốn đã bị thay đổi để khiến nó không hoạt động. [[ Tế bào gốc phôi|Tế bào gốc phôi]] kết hợp gen đã thay đổi, gen này thay thế bản sao chức năng đã có. Các tế bào gốc này được tiêm vào [[Túi phôi|phôi nang]], chúng sẽ được cấy vào các bà mẹ mang [[Túi phôi|thai]] . Điều này cho phép người thí nghiệm phân tích các khiếm khuyết do [[Đột biến sinh học|đột biến]] này gây ra và từ đó xác định vai trò của các gen cụ thể. Nó được sử dụng đặc biệt thường xuyên trong [[sinh học phát triển]] . <ref name=":3">{{Chú thích tạp chí|last=Alberts|first=Bruce|last2=Johnson|first2=Alexander|last3=Lewis|first3=Julian|last4=Raff|first4=Martin|last5=Roberts|first5=Keith|last6=Walter|first6=Peter|date=2002|title=Studying Gene Expression and Function|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26818/}}</ref> Khi điều này được thực hiện bằng cách tạo ra một thư viện các gen có đột biến điểm ở mọi vị trí trong vùng quan tâm, hoặc thậm chí mọi vị trí trong toàn bộ gen, điều này được gọi là "quét đột biến". Phương pháp đơn giản nhất, và là phương pháp đầu tiên được sử dụng, là "quét alanin", trong đó mọi vị trí lần lượt bị đột biến thành axit amin không hoạt động là [[Alanine|alanin]] . <ref>{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=ycVoWFqDTmAC&pg=PA94|title=Protein Engineering and Design|last=Park|first=Sheldon J.|last2=Cochran|first2=Jennifer R.|date=2009-09-25|publisher=CRC Press|isbn=978-1-4200-7659-2|language=en|name-list-format=vanc}}</ref>
* '''Đạt được các thử nghiệm chức năng''', đối chứng hợp lý của loại trực tiếp. Đôi khi chúng được thực hiện cùng với các thí nghiệm loại trực tiếp để thiết lập chức năng của gen mong muốn một cách chính xác hơn. Quá trình này tương tự như trong kỹ thuật loại trực tiếp, ngoại trừ cấu trúc được thiết kế để tăng chức năng của gen, thường bằng cách cung cấp thêm các bản sao của gen hoặc tạo ra sự tổng hợp protein thường xuyên hơn. Tăng chức năng được sử dụng để cho biết liệu một protein có đủ cho một chức năng hay không, nhưng không phải lúc nào cũng có nghĩa là nó cần thiết, đặc biệt là khi giải quyết vấn đề dư thừa chức năng hoặc di truyền. <ref name=":3" />
* '''Theo dõi các thí nghiệm''', nhằm thu thập thông tin về vị trí và sự tương tác của protein mong muốn. Một cách để làm điều này là thay thế gen kiểu hoang dã bằng gen 'dung hợp', là sự kết hợp của gen kiểu hoang dã với một phần tử báo cáo như [[GFP|protein huỳnh quang xanh]] (GFP) sẽ cho phép dễ dàng hình dung các sản phẩm của việc chỉnh sửa gen. Mặc dù đây là một kỹ thuật hữu ích, nhưng thao tác này có thể phá hủy chức năng của gen, tạo ra các hiệu ứng thứ cấp và có thể gây nghi ngờ về kết quả của thí nghiệm. Các kỹ thuật phức tạp hơn hiện đang được phát triển có thể theo dõi các sản phẩm protein mà không làm giảm chức năng của chúng, chẳng hạn như việc bổ sung các trình tự nhỏ sẽ đóng vai trò là mô-típ liên kết với các kháng thể đơn dòng. <ref name=":3" />
* '''Các nghiên cứu về biểu hiện''' nhằm khám phá nơi và khi nào các protein cụ thể được sản xuất. Trong các thí nghiệm này, trình tự DNA trước DNA mã hóa một protein, được gọi là trình tự [[Vùng gen khởi động|khởi động]] của gen, được đưa vào một sinh vật có vùng mã hóa protein được thay thế bằng một gen báo cáo như GFP hoặc một enzym xúc tác sản xuất thuốc nhuộm. . Do đó có thể quan sát được thời gian và địa điểm nơi một loại protein cụ thể được sản xuất. Các nghiên cứu biểu hiện có thể được thực hiện một bước xa hơn bằng cách thay đổi trình tự khởi động để tìm ra những phần nào là quan trọng cho sự biểu hiện thích hợp của gen và thực sự được liên kết bởi các protein yếu tố phiên mã; Quá trình này được gọi là [[ Người quảng cáo bashing|promoter bashing]] . <ref>{{Chú thích sách|url=https://books.google.com/books?id=ed4_CQAAQBAJ&pg=PA114&lpg=PA114|title=Techniques in Genetic Engineering|last=Kurnaz|first=Isil Aksan|date=2015-05-08|publisher=CRC Press|isbn=978-1-4822-6090-8|name-list-format=vanc}}</ref>
=== Công nghiệp ===
[[Tập tin:Applications_of_combinatorial_gene_circuit_optimization_strategies.svg|liên_kết=https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp%20tin:Applications_of_combinatorial_gene_circuit_optimization_strategies.svg|nhỏ|Sản phẩm của công nghệ gen]]
Các sinh vật có thể biến đổi tế bào của chúng với một gen mã hóa cho một loại protein hữu ích, chẳng hạn như một loại enzyme, để chúng [[ Biểu hiện protein (công nghệ sinh học)|biểu hiện quá mức]] protein mong muốn. Sau đó có thể tạo ra một lượng lớn protein bằng cách nuôi cấy sinh vật đã biến đổi trong thiết bị [[ Lò phản ứng sinh học|lò phản ứng sinh học]] sử dụng [[ Lên men công nghiệp|quá trình lên men công nghiệp]], và sau đó [[ Thanh lọc protein|tinh chế]] protein. <ref>{{Chú thích web|url=http://www.microbiologyprocedure.com/microbial-genetics/applications-of-genetic-engineering.htm|tựa đề=Applications of Genetic Engineering|nhà xuất bản=Microbiologyprocedure|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20110714085807/http://www.microbiologyprocedure.com/microbial-genetics/applications-of-genetic-engineering.htm|ngày lưu trữ=14 July 2011|ngày truy cập=9 July 2010}}</ref> Một số gen không hoạt động tốt ở vi khuẩn, vì vậy nấm men, tế bào côn trùng hoặc tế bào động vật có vú cũng có thể được sử dụng. <ref>{{Chú thích web|url=http://www.easyscience.co.nz/ubbiology/biotech/lesson4.htm|tựa đề=Biotech: What are transgenic organisms?|năm=2002|nhà xuất bản=Easyscience|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20100527060202/http://www.easyscience.co.nz/ubbiology/biotech/lesson4.htm|ngày lưu trữ=27 May 2010|ngày truy cập=9 July 2010}}</ref> Những kỹ thuật này được sử dụng để sản xuất các loại thuốc như [[insulin]], [[Nội tiết tố tăng trưởng|hormone tăng trưởng ở người]] và [[Vắc-xin|vắc xin]], các chất bổ sung như [[tryptophan]], hỗ trợ sản xuất thực phẩm ( [[ Chymosin|chymosin]] trong sản xuất pho mát) và nhiên liệu. <ref>{{cite magazine|last=Savage|first=Neil|date=1 August 2007|title=Making Gasoline from Bacteria: A biotech startup wants to coax fuels from engineered microbes|url=http://www.technologyreview.com/biztech/19128/|access-date=16 July 2015|name-list-format=vanc|magazine=Technology Review}}</ref> Các ứng dụng khác với vi khuẩn biến đổi gen có thể liên quan đến việc khiến chúng thực hiện các nhiệm vụ ngoài chu trình tự nhiên của chúng, chẳng hạn như sản xuất [[nhiên liệu sinh học]], <ref>{{Chú thích web|url=https://www.newscientist.com/article/dn23431-bacteria-churn-out-first-ever-petrollike-biofuel.html|tựa đề=Bacteria churn out first ever petrol-like biofuel|tác giả=Summers|tên=Rebecca|ngày=24 April 2013|website=New Scientist|ngày truy cập=27 April 2013}}</ref> làm sạch dầu tràn, carbon và các chất thải độc hại khác <ref>{{Chú thích web|url=http://www.molecular-plant-biotechnology.info/use-of-microbes-in-industry-and-agriculture/applications-of-genetically-engineered-bacteria.htm|tựa đề=Applications of Some Genetically Engineered Bacteria|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20101127053814/http://molecular-plant-biotechnology.info/use-of-microbes-in-industry-and-agriculture/applications-of-genetically-engineered-bacteria.htm|ngày lưu trữ=27 November 2010|ngày truy cập=9 July 2010}}</ref> và phát hiện asen trong nước uống. <ref>{{Chú thích web|url=http://cen.acs.org/articles/90/web/2012/02/New-Portable-Kit-Detects-Arsenic.html|tựa đề=New Portable Kit Detects Arsenic in Wells|tác giả=Sanderson|tên=Katherine|ngày=24 February 2012|website=Chemical and Engineering News|ngày truy cập=23 January 2013}}</ref> Một số vi sinh vật biến đổi gen nhất định cũng có thể được sử dụng trong [[ Khai thác sinh học|khai thác]] [[Xử lý môi trường bằng thực vật|sinh học]] và [[Xử lý môi trường bằng thực vật|xử lý sinh học]], do khả năng chiết xuất kim loại nặng từ môi trường của chúng và kết hợp chúng thành các hợp chất dễ thu hồi hơn. <ref>{{Chú thích sách|url=https://archive.org/details/campbellbiologyj00reec/page/421|title=Campbell Biology Ninth Edition|last=Reece|first=Jane B.|last2=Urry|first2=Lisa A.|last3=Cain|first3=Michael L.|last4=Wasserman|first4=Steven A.|last5=Minorsky|first5=Peter V.|last6=Jackson|first6=Robert B.|publisher=Pearson Benjamin Cummings|year=2011|isbn=978-0-321-55823-7|location=San Francisco|page=[https://archive.org/details/campbellbiologyj00reec/page/421 421]|name-list-format=vanc}}</ref>
Trong [[khoa học vật liệu]], một loại virus biến đổi gen đã được sử dụng trong phòng thí nghiệm nghiên cứu như một giá đỡ để lắp ráp [[Pin Li-ion|pin lithium-ion]] thân thiện với môi trường hơn. <ref>{{Chú thích web|url=http://web.mit.edu/newsoffice/2009/virus-battery-0402.html|tựa đề=New virus-built battery could power cars, electronic devices|ngày=2 April 2009|nhà xuất bản=Web.mit.edu|ngày truy cập=17 July 2010}}</ref> <ref>{{Chú thích web|url=https://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=102647672|tựa đề=Hidden Ingredient in New, Greener Battery: A Virus|nhà xuất bản=Npr.org|ngày truy cập=17 July 2010}}</ref> Vi khuẩn cũng đã được thiết kế để hoạt động như cảm biến bằng cách biểu hiện một protein huỳnh quang trong các điều kiện môi trường nhất định. <ref>{{Chú thích web|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100120131157.htm|tựa đề=Researchers Synchronize Blinking 'Genetic Clocks' – Genetically Engineered Bacteria That Keep Track of Time|ngày=24 January 2010|website=ScienceDaily}}</ref>
== Chú thích ==
| |||