Language
Country/Area
No result found
Nguồn gốc bí ẩn của chuột biến đổi gen: Các thí nghiệm ban đầu tiết lộ những bí ẩn về di truyền.
Chuột biến đổi gen, còn được gọi là mô hình chuột biến đổi gen (GEMM), là loài chuột nhà (Mus musculus) có bộ gen đã được thay đổi thông qua các kỹ thuật kỹ thuật di truyền. Những con chuột này đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu, đặc biệt là trong lĩnh vực mô hình hóa bệnh tật ở người và nghiên cứu gen, cùng với mô ghép dị chủ lấy từ bệnh nhân (PDX), chúng là một trong những mô hình in vivo phổ biến nhất cho nghiên cứu ung thư. Hai phương pháp này bổ sung cho nhau, giúp chỉ ra những khía cạnh khác nhau của căn bệnh và cũng có giá trị lớn trong việc phát triển thuốc. Chúng có thể hỗ trợ các nghiên cứu về xác nhận mục tiêu, phản ứng thuốc, khả năng kháng thuốc, độc tính và dược lực học.
Bối cảnh lịch sửNăm 1974, Beatrice Mintz và Rudolf Jaenisch đã tạo ra loài động vật biến đổi gen đầu tiên bằng cách đưa một loại virus DNA vào phôi chuột ban đầu, cho thấy gen được đưa vào có trong mọi tế bào. Tuy nhiên, những con chuột này không truyền gen chuyển cho con của chúng nên tác động và khả năng áp dụng của thí nghiệm này rất hạn chế. Năm 1981, Frank Ruddle của Đại học Yale, Frank Costantini và Elizabeth Lacy của Đại học Oxford, và Lacy của Đại học Pennsylvania và Đại học Washington Ralph L. Brinster và Richard Palmiter đã hợp tác để tiêm DNA tinh khiết vào phôi chuột đơn bào, lần đầu tiên chứng minh sự truyền vật chất di truyền cho con cái.
Chuỗi đột phá này không chỉ cung cấp công nghệ để tạo ra chuột biến đổi gen mà còn mở ra những khả năng mới cho việc khám phá hoạt động và chức năng của gen.
Phương pháp kỹ thuật
Hiện nay, có hai kỹ thuật cơ bản được sử dụng để tạo ra chuột biến đổi gen. Phương pháp đầu tiên, tiêm tiền nhân, được Ralph L. Brinster phát triển và cải tiến vào những năm 1960 và 1970, bao gồm việc tích hợp ngẫu nhiên DNA vào bộ gen chuột trong phôi một tế bào. Phương pháp này tạo ra chuột chuyển gen và được sử dụng để bổ sung thông tin di truyền mới vào bộ gen của chúng hoặc để biểu hiện quá mức các gen nội sinh. Phương pháp thứ hai, do Oliver Smithies và Mario Capecchi tiên phong, bao gồm việc sửa đổi tế bào gốc phôi bằng cấu trúc DNA có chứa trình tự DNA tương đồng với gen quan tâm. Các tế bào gốc biến đổi gen được chọn lọc và sau đó tiêm vào phôi nang chuột.
Phương pháp này có thể được sử dụng để thao tác các gen đơn lẻ và thực hiện các thao tác di truyền ngày càng phức tạp, chẳng hạn như thay thế một loại protein cụ thể hoặc chỉ thay đổi một nucleotide.
Lĩnh vực ứng dụng
Chuột biến đổi gen được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu làm mô hình bệnh tật ở người. Vì chuột có mô và cơ quan tương tự như con người và hầu hết các gen hoạt động tương tự nhau nên chúng là mô hình lý tưởng cho việc nghiên cứu và biến đổi gen. Ngoài ra, chuột có tính đồng nhất cao về mặt di truyền và do kích thước nhỏ nên có thể dễ dàng nuôi với số lượng lớn để giảm chi phí nghiên cứu và thử nghiệm. Những con chuột biến đổi gen phổ biến nhất là những con chuột đột biến gen, trong đó hoạt động của một hoặc nhiều gen đã bị loại bỏ. Những con chuột này được sử dụng để nghiên cứu và mô hình hóa nhiều loại bệnh bao gồm béo phì, bệnh tim, tiểu đường, viêm khớp, lạm dụng chất gây nghiện, lo lắng, lão hóa, nhận thức về nhiệt độ và cơn đau, và bệnh Parkinson.
Ví dụ, trong nghiên cứu ung thư, việc tạo ra chuột chuyển gen mang gen khối u được nhân bản và chuột đột biến gen không có gen ức chế khối u đã thúc đẩy đáng kể tiến trình nghiên cứu.
Ví dụ, một loại chuột đã được biến đổi gen để tăng cường sức mạnh và sự phát triển của cơ bằng cách biểu hiện quá mức yếu tố tăng trưởng giống insulin I (IGF-I). Một loài chuột khác có gen liên quan đến quá trình chuyển hóa đường bị thay đổi cho thấy khả năng vận động nhanh hơn, tuổi thọ dài hơn và hoạt động tình dục tích cực hơn mà không tăng cân. Khi việc sử dụng chuột biến đổi gen trở nên phổ biến hơn, các nhà nghiên cứu phải cực kỳ cẩn thận khi lựa chọn chuột đối chứng “kiểu hoang dã” chính xác để so sánh, vì ngay cả những vấn đề cơ bản này cũng thường bị bỏ qua.
Các nghiên cứu trên chuột biến đổi gen không chỉ hé lộ những bí ẩn về di truyền mà còn mở đường cho những tiến bộ trong tương lai của y học. Tuy nhiên, những tiến bộ này cũng đặt ra câu hỏi về đạo đức và bối cảnh sử dụng. Chúng ta đã sẵn sàng để cách mạng hóa cách hiểu và ứng dụng công nghệ sinh học chưa?
