Chuyển gen bằng súng bắn gen (biolistic particle delivery systems)


Súng bn gen (Gene gun) là mt thiết bsdng để đưa thông tin di truyn vào tế bào, được thiết kế đầu tiên cho biến np DNA ngoi lai vào tế bào thc vt và được phát trin vào đầu thp niên 1980 do các nhà thc vt hc Ði hc Corrnell cùng vi các nhà nghiên cu Corrnell Nanofabrication Facility, Newyork, USA. Súng bn gen được bán trên thtrường vào năm 1990. Ðn sdng cho loi súng này là các ht kim loi nng cơ bn được bao bc DNA. Tên chính xác và đầy đủ ca súng bn gen là hthng phân phi ht biolistics (biolistic particle delivery system) và kthut này thường được gi mt cách đơn gin là biolistics (skết hp gia hai thut ngbiology (sinh hc) và ballistics (sbn tung)). Mc dù có nhiu thiết kế kthut khác nhau nhưng nguyên lý chung ca phương pháp này là sdng áp lc xung ca khí helium để gai tc các ht. Hình 2.20 : Súng b

 

n gen (Hãng Biorad) Súng b

cái

 

 

n gen bao gm hai bung bng thép không g, kích thước 6″x7″x10″ ni vi hai bơm chân không. DNA ngoi lai được gn vào các ht tungsten có đường kính rt nh, khong 1μm (các kim loi năng khác như vàng và bc cũng được sdng nhưng không thường xuyên do giá cả đắt). Các ht này được đặt trên mt 81 đĩa mt bên trong ca súng. Sbùng nkhí helium 1000psi làm cho cái đĩa bn vphía trước vi tc độ 1300 food/s, tương đương vi tc độ khi mt viên đạn ri khi nòng súng. Mt tm chn làm dng đĩa li và các ht vàng hay tungsten được phóng vphía các tế bào đích. Chúng xuyên qua vách tế bào và phóng thích các phân tDNA (Hình 2.21). Súng bn gen sdng kthut DNA tái thp để hp nht sbiu hin các gen đã phân phi. Các tế bào biến đổi di truyn có thể được sdng để to thc vt bao gm cssa đổi di truyn mong mun trong tt ccác tế bào ca chúng (Voiland, 1999).

Các tc tiêu ca súng bn gen thường là callus ca các tế bào thc vt ging nhau sinh trưởng trong môi trường gel trên đĩa petri. Sau khi các ht tungsten đã va chm vào đĩa, gel và callus bphá vnhiu. Tuy nhiên mt stế bào không bphá vkhi va chm mnh 82 đã tiếp nhn các ht tungsten được bao bc DNA và cui cùng các phân tDNA ngoi lai đã xâm nhp và hp nht vào nhim sc ththc vt. Các tế bào từ đĩa petri được tp hp li và chn lc các tế bào đã hp nht thành công và biu hin DNA ngoi lai bng các kthut hóa sinh hin đại như sdng gen chn lc ni tiếp và Northern blots. ế bào đơn đã chn lc tcallus có thể được xlý vi mt shormone thc vt như auxin, gibberelin và mi mt tế bào có thphân chia, bit hóa thành các tế bào mô, cơ quan, tế bào chuyên hóa ca toàn bcây. Cây mi có ngun gc tmt tế bào ny mm thành công có thmang các đặc tính di truyn mi.  

– Tương pháp này có ưu đim là thao tác ddàng, có thchuyn gen vào nhiu loi tế bào và mô, các tế bào được biến np có tlsng sót cao, cho phép đưa các gen vào tế bào vtrí mong mun….Do vy nó được sdng rng rãi trong nhiu lĩnh vc. Các ng dng ca kthut bn gen bao gm o thc vt chuyn gen: đây là phương pháp được sdng rng rãi nht hin nay trong lĩnh vc to ngũ cc chuyn gen. Bacillus thuringiensis là loài vi khun tng hp ra protein crystal (crys1Ab và crys1Ac) có khnăng giết mt cách chn lc các nhóm côn trùng nht định. Gen mã hoá protein crystal được gi là gen 83  

 Gen Bt đã được bn vào mô so ca cây ngũ cc (Rassmussen, 1994). Trong khi các tế bào này sa cha tn thương, DNA ngoi lai xâm nhp vào genome tế bào ch. Vì vy cho phép tế bào chphiên mã và gii mã gen Bt. Sau mi ln quá trình biến np được hoàn thành người ta cũng tiến hành sàng lc theo phương pháp truyn thng là da trên cơ scác marker chn lc được xen vào DNA cu trúc (Brettschneider, 1997). Các marker chn lc mang tính kháng (kháng thuc kháng sinh hay kháng thuc dit c) như kanamycin là mt là mt trong nhng marker phbiến nht được sdng. ng vaccine di truyn: các gen được đưa vào cơ thbng súng bn gen vi mc đích gây ra phn ng min dch vi protein biu hin bi gen chuyn. Phương pháp tiêm chng vaccine này an toàn hơn các phương pháp khác bi vì chDNA ngoi lai được đưa vào và không có các protein ngoi lai (Lin, 2000). u pháp gen tsát (Suicide gene therapy): phương pháp bn gen đã được sdng trong điu trbnh ung thư. Mt gen biu hin protein gây độc có promoter đặc hiu khi u được đưa vào các tế bào khi u. Khi protein này được biu hin thì tế bào khi u chết. Protein này chgây độc đối vi các tế bào khi u bi vì promoter đặc hiu cn cho sbiu hin chỉ được to ra trong các tế bào khi u (Lin, 2000). ự điu biến min dch (Immunomodulation): phương pháp này còn được sdng để chng li ung thư. Sdng súng bn gen, mt protein chbiu hin trong tế bào khi u nhưng làm cho phn ng min dch tăng lên được đưa vào tế bào. Phn ng min dch tăng lên nhm vào các tế bào khi u và hin nhiên gây ra hiu qumong mun (Lin,2000). ược lý di truyn: súng bn gen có thể được sdng để đưa các gen tng hp protein hu ích hay protein liu pháp vào cơ th. Ví dnhư các yếu tố đông máu các cơ thri lon sự đông máu hoc tăng stng hp hng cu trong các cơ ththiếu máu. Sbiu hin kéo dài ca các gen đưa vào là mt vn đề, trong nhiu trường hp thường đòi hi sphân phi gen phc tp (Lin, 2000). n gen là mt công cnghiên cu: súng bn gen có thể được sdng để xen các promoter mà sdn đến sbiu hin ca 84 t định. Hiu qukhuyếch đại các protein nht định là mt phương pháp có giá trln đối vi các nhà khoa hc để nghiên cu chc năng ca các protein này (Lin, 2000).  

 Gen Bt đã được bn vào mô so ca cây ngũ cc (Rassmussen, 1994). Trong khi các tế bào này sa cha tn thương, DNA ngoi lai xâm nhp vào genome tế bào ch. Vì vy cho phép tế bào chphiên mã và gii mã gen Bt. Sau mi ln quá trình biến np được hoàn thành người ta cũng tiến hành sàng lc theo phương pháp truyn thng là da trên cơ scác marker chn lc được xen vào DNA cu trúc (Brettschneider, 1997). Các marker chn lc mang tính kháng (kháng thuc kháng sinh hay kháng thuc dit c) như kanamycin là mt là mt trong nhng marker phbiến nht được sdng. ng vaccine di truyn: các gen được đưa vào cơ thbng súng bn gen vi mc đích gây ra phn ng min dch vi protein biu hin bi gen chuyn. Phương pháp tiêm chng vaccine này an toàn hơn các phương pháp khác bi vì chDNA ngoi lai được đưa vào và không có các protein ngoi lai (Lin, 2000). u pháp gen tsát (Suicide gene therapy): phương pháp bn gen đã được sdng trong điu trbnh ung thư. Mt gen biu hin protein gây độc có promoter đặc hiu khi u được đưa vào các tế bào khi u. Khi protein này được biu hin thì tế bào khi u chết. Protein này chgây độc đối vi các tế bào khi u bi vì promoter đặc hiu cn cho sbiu hin chỉ được to ra trong các tế bào khi u (Lin, 2000). ự điu biến min dch (Immunomodulation): phương pháp này còn được sdng để chng li ung thư. Sdng súng bn gen, mt protein chbiu hin trong tế bào khi u nhưng làm cho phn ng min dch tăng lên được đưa vào tế bào. Phn ng min dch tăng lên nhm vào các tế bào khi u và hin nhiên gây ra hiu qumong mun (Lin,2000). ược lý di truyn: súng bn gen có thể được sdng để đưa các gen tng hp protein hu ích hay protein liu pháp vào cơ th. Ví dnhư các yếu tố đông máu các cơ thri lon sự đông máu hoc tăng stng hp hng cu trong các cơ ththiếu máu. Sbiu hin kéo dài ca các gen đưa vào là mt vn đề, trong nhiu trường hp thường đòi hi sphân phi gen phc tp (Lin, 2000). n gen là mt công cnghiên cu: súng bn gen có thể được sdng để xen các promoter mà sdn đến sbiu hin ca 84 t định. Hiu qukhuyếch đại các protein nht định là mt phương pháp có giá trln đối vi các nhà khoa hc để nghiên cu chc năng ca các protein này (Lin, 2000).

 Gen Bt đã được bn vào mô so ca cây ngũ cc (Rassmussen, 1994). Trong khi các tế bào này sa cha tn thương, DNA ngoi lai xâm nhp vào genome tế bào ch. Vì vy cho phép tế bào chphiên mã và gii mã gen Bt. Sau mi ln quá trình biến np được hoàn thành người ta cũng tiến hành sàng lc theo phương pháp truyn thng là da trên cơ scác marker chn lc được xen vào DNA cu trúc (Brettschneider, 1997). Các marker chn lc mang tính kháng (kháng thuc kháng sinh hay kháng thuc dit c) như kanamycin là mt là mt trong nhng marker phbiến nht được sdng. ng vaccine di truyn: các gen được đưa vào cơ thbng súng bn gen vi mc đích gây ra phn ng min dch vi protein biu hin bi gen chuyn. Phương pháp tiêm chng vaccine này an toàn hơn các phương pháp khác bi vì chDNA ngoi lai được đưa vào và không có các protein ngoi lai (Lin, 2000). u pháp gen tsát (Suicide gene therapy): phương pháp bn gen đã được sdng trong điu trbnh ung thư. Mt gen biu hin protein gây độc có promoter đặc hiu khi u được đưa vào các tế bào khi u. Khi protein này được biu hin thì tế bào khi u chết. Protein này chgây độc đối vi các tế bào khi u bi vì promoter đặc hiu cn cho sbiu hin chỉ được to ra trong các tế bào khi u (Lin, 2000). ự điu biến min dch (Immunomodulation): phương pháp này còn được sdng để chng li ung thư. Sdng súng bn gen, mt protein chbiu hin trong tế bào khi u nhưng làm cho phn ng min dch tăng lên được đưa vào tế bào. Phn ng min dch tăng lên nhm vào các tế bào khi u và hin nhiên gây ra hiu qumong mun (Lin,2000). ược lý di truyn: súng bn gen có thể được sdng để đưa các gen tng hp protein hu ích hay protein liu pháp vào cơ th. Ví dnhư các yếu tố đông máu các cơ thri lon sự đông máu hoc tăng stng hp hng cu trong các cơ ththiếu máu. Sbiu hin kéo dài ca các gen đưa vào là mt vn đề, trong nhiu trường hp thường đòi hi sphân phi gen phc tp (Lin, 2000). n gen là mt công cnghiên cu: súng bn gen có thể được sdng để xen các promoter mà sdn đến sbiu hin ca 84 t định. Hiu qukhuyếch đại các protein nht định là mt phương pháp có giá trln đối vi các nhà khoa hc để nghiên cu chc năng ca các protein này (Lin, 2000).

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s