Chỉnh sửa gen| BT môn Xu hướng phát triển thực phẩm| Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

  • Sử dụng các nuclease đặc hiệu (site directed nuclease) - SDN:

    • Các SDN liên kết đặc hiệu với một trình tự ADN đích, cắt ADN và sửa chữa: thay thế một hay một vài cặp bazo, đột biến mất đoạn ngắn (SDN-1), thay thế bằng một trình tự ngắn (SDN-2) đến chèn các trình tự gen lớn (SDN-3) 

Chnh sa gen
– Gene editing
Khái nim v chnh sa gen – gene editing
Theo PX Hi 2017
Mc đích ca chnh sa gen
Các bước khi chnh sa gen
Các k thut chnh s a gen
S dng các nuclease đặc hiu (site directed
nuclease) - SDN:
Các SDN liên kết đặc hiu vi mt trình t ADN
đích, ct ADN và sa cha: thay thế mt hay mt
vài cp bazo, đột biến mt đon ngn (SDN-1),
thay thế bng mt trình t ngn (SDN-2) đến chèn
các trình t gen ln (SDN-3)
S dng các chui nucleotit ngn có cha
đim đột biến, đưa vào tế bào trn
(oligonucleotit directed mutangenesis - ODM)
Các k thut chnh s a gen
ZFN: ZINC FINGER NUCLEASES
TALEN
ZFN
Các k thut chnh s a gen
CRISPR- CAS
To ra t năm 2012 - University of
California,Berkeley
Nhn gii Nobel hoá hc năm 2020
Cho ti nay được ng dung rt nhiu
trong ci to cây trng, động vt, điu
tr bnh
Ngun gc t cơ chế kháng virus ca vi
khun
CRISPR: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats
Cas protein: CRISPR - Associated protein: protein liên kết vi CRISPR
Emmanuelle Charpentier (trái) và Jennifer Doudna
CRISPR – CAS9
Cơ chế kháng virus/thc khun th vi
khun
Các nhà khoa hc thay thế trình
t t virus bng trình t đon
DNA đích cn chnh sa, to ra
công c chnh sa gen
CRISPR CAS9
ng dng trong nông nghip
ng dng trong nông nghip
Syngenta Biotechnology China s dung CRISPR loi b đon gen DEP1
trong go Indica 🡪 ci thin năng sut, gim chiu cao cây lúa
Hc vin nông nghip Trung Quc s dung CRISPR-Cas9 để đột biến
gen GmFT2a, trong đậu tương làm tr qúa trình ra hoa, tăng kích
thước ca cây. To ra ging cam chng chu chng gây bnh
Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc), tránh b thi ra, thông qua vic
làm vô hot promoter CsLOB1 gen (gen kích thích s thi ra cam).
.
Cà chua sinh GABA
GABA: gamma amino butyric acid
Được s dng làm thc phm chc
năng: gim stress, gim huyết áp
VN: nghiên cu tuyn chn chng vi
khun lactic sinh GABA 🡪 s dng làm
chng lên men sa chua
Nht: to ging cà chua GABA bng công
ngh chnh sa gen (Hiroshi Eruza,
trường ĐH Tsukuba, 2015)
Con đường sinh tng hp GABA
Tăng cường GABA trong cà chua
3 enzyme tham gia to GABA t glutamate: cn
tăng cường xúc tác 3 enzyme này để tăng
GABA to ra, đặc bit là SIGAD3
Gene mã hoá enzyme SIGAD3 có mt vùng c chế --> loi b
vùng này s tăng lượng enzyme SIGAD3 to ra
Tăng cường GABA trong cà chua
Tăng cường GABA trong cà chua
Cá th cà chua to ra được lai to để to ra ging F1, phc v cho mc đích thương mi
Tăng cường GABA trong cà chua
Qun lý sinh vt to ra bng chnh sa gen?
| 1/23

Preview text:

Chỉnh sửa gen – Gene editing
Khái niệm về chỉnh sửa gen – gene editing Theo PX Hội 2017
Mục đích của chỉnh sửa gen
Các bước khi chỉnh sửa gen
Các kỹ thuật chỉnh sửa gen
• Sử dụng các nuclease đặc hiệu (site directed nuclease) - SDN:
• Các SDN liên kết đặc hiệu với một trình tự ADN
đích, cắt ADN và sửa chữa: thay thế một hay một
vài cặp bazo, đột biến mất đoạn ngắn (SDN-1),
thay thế bằng một trình tự ngắn (SDN-2) đến chèn
các trình tự gen lớn (SDN-3)
• Sử dụng các chuỗi nucleotit ngắn có chứa
điểm đột biến, đưa vào tế bào trần
(oligonucleotit directed mutangenesis - ODM)
Các kỹ thuật chỉnh sửa gen
ZFN: ZINC FINGER NUCLEASES TALEN ZFN
Các kỹ thuật chỉnh sửa gen
CRISPR: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats CRISPR- CAS
Cas protein: CRISPR - Associated protein: protein liên kết với CRISPR
• Tạo ra từ năm 2012 - University of California,Berkeley
• Nhận giải Nobel hoá học năm 2020
• Cho tới nay được ứng dung rất nhiều
trong cải tạo cây trồng, động vật, điều trị bệnh
• Nguồn gốc từ cơ chế kháng virus của vi khuẩn
Emmanuelle Charpentier (trái) và Jennifer Doudna CRISPR – CAS9
Cơ chế kháng virus/thực khuẩn thể ở vi khuẩn
Các nhà khoa học thay thế trình
tự từ virus bằng trình tự đoạn
DNA đích cần chỉnh sửa, tạo ra công cụ chỉnh sửa gen CRISPR CAS9
Ứng dụng trong nông nghiệp
Ứng dụng trong nông nghiệp
• Syngenta Biotechnology China sử dung CRISPR loại bỏ đoạn gen DEP1
trong gạo Indica 🡪 cải thiện năng suất, giảm chiều cao cây lúa
• Học viện nông nghiệp Trung Quốc sử dung CRISPR-Cas9 để đột biến
gen GmFT2a, trong đậu tương làm trễ qúa trình ra hoa, tăng kích
thước của cây. Tạo ra giống cam chống chịu chủng gây bệnh
Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc), tránh bị thối rữa, thông qua việc
làm vô hoạt promoter CsLOB1 gen (gen kích thích sự thối rữa cam). • …. Cà chua sinh GABA
• GABA: gamma amino butyric acid
• Được sử dụng làm thực phẩm chức
năng: giảm stress, giảm huyết áp
• VN: nghiên cứu tuyển chọn chủng vi
khuẩn lactic sinh GABA 🡪 sử dụng làm chủng lên men sữa chua
• Nhật: tạo giống cà chua GABA bằng công
nghệ chỉnh sửa gen (Hiroshi Eruza, trường ĐH Tsukuba, 2015)
Con đường sinh tổng hợp GABA
Tăng cường GABA trong cà chua
• 3 enzyme tham gia tạo GABA từ glutamate: cần
tăng cường xúc tác 3 enzyme này để tăng
GABA tạo ra, đặc biệt là SIGAD3
Gene mã hoá enzyme SIGAD3 có một vùng ức chế --> loại bỏ
vùng này sẽ tăng lượng enzyme SIGAD3 tạo ra
Tăng cường GABA trong cà chua
Tăng cường GABA trong cà chua
• Cá thể cà chua tạo ra được lai tạo để tạo ra giống F1, phục vụ cho mục đích thương mại
Tăng cường GABA trong cà chua
Quản lý sinh vật tạo ra bằng chỉnh sửa gen?