Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Công nghệ tế bào động vật
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em phân biệt được nuôi cấy tế bào động vật, nhân bản vô tính bằng chuyển nhân và tế bào gốc, mô tả được quy trình nhân bản vô tính bằng chuyển nhân, và đánh giá được độ tin cậy của một tuyên bố về ứng dụng tế bào gốc dựa trên bằng chứng thay vì lời quảng cáo.
Kiến thức nền cần nhớ
Bài trước học công nghệ tế bào thực vật, dựa trên tính toàn năng gần như không giới hạn của tế bào thực vật (same-grade bridge). Bài này hỏi tiếp: tế bào động vật có tính toàn năng mạnh như vậy không, và nếu không, công nghệ tế bào động vật phải làm gì khác đi để đạt hiệu quả tương tự?
Khởi động
Con cừu Dolly, sinh năm 1996, là động vật có vú đầu tiên trên thế giới được nhân bản vô tính thành công từ tế bào soma (tế bào sinh dưỡng) của một con cừu trưởng thành. Nhân giống vô tính ở thực vật đã là kỹ thuật quen thuộc từ rất lâu trước đó — vậy vì sao làm được điều tương tự ở động vật lại là một sự kiện gây chấn động cả giới khoa học?
Kiến thức trọng tâm
Khác với thực vật, tế bào động vật đã biệt hoá thường mất dần tính toàn năng khi cơ thể phát triển: một tế bào da hay tế bào gan trưởng thành không tự phát triển thành cả một cá thể mới nếu chỉ nuôi cấy đơn thuần như cách làm với tế bào thực vật. Nuôi cấy tế bào động vật (animal cell culture) vì vậy chủ yếu dùng để nhân dòng tế bào phục vụ nghiên cứu, sản xuất vaccine, thử nghiệm thuốc — không tạo ra một cá thể mới.
Nhân bản vô tính bằng chuyển nhân (chuyển nhân tế bào soma) là cách "vòng qua" giới hạn đó. Kỹ thuật lấy nhân từ một tế bào soma trưởng thành của cá thể cho, chuyển vào một tế bào trứng đã bị loại bỏ nhân — tế bào trứng vẫn giữ nguyên phần bào tương với đầy đủ điều kiện để nuôi một phôi phát triển. Tế bào lai tạo thành được kích thích phát triển thành phôi, rồi phôi được cấy vào tử cung của một cá thể mẹ mang thai hộ. Cá thể sinh ra mang bộ nhiễm sắc thể trong nhân gần như giống hệt cá thể cho nhân, vì bào tương của trứng đã "tái lập trình" nhân soma trưởng thành trở lại trạng thái toàn năng, tương tự một hợp tử mới hình thành.
Tế bào gốc là tế bào chưa biệt hoá hoàn toàn, có khả năng tự làm mới chính nó và biệt hoá thành một hoặc nhiều loại tế bào chuyên hoá khác nhau. Có một ứng dụng đã trở thành phương pháp điều trị chuẩn: ghép tế bào gốc tạo máu, lấy từ tủy xương hoặc máu dây rốn, dùng điều trị một số bệnh về máu như bệnh bạch cầu. Nhiều ứng dụng khác — tái tạo mô tổn thương, điều trị các bệnh thoái hoá thần kinh — vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng, chưa trở thành phương pháp điều trị chuẩn được áp dụng rộng rãi. Phân biệt rõ điều đã làm được với điều còn đang nghiên cứu là kỹ năng cần thiết, tránh kỳ vọng sai rằng tế bào gốc có thể "chữa bách bệnh" — một khả năng mà khoa học hiện tại chưa đạt tới.
Bào tương trứng đóng vai trò tái lập trình nhân soma trưởng thành trở lại trạng thái toàn năng như một hợp tử.Phân biệt hai nhóm giúp đánh giá đúng mức độ tin cậy của một tuyên bố về ứng dụng tế bào gốc.
Ví dụ
Theo dõi quy trình nhân bản vô tính một cá thể bò năng suất sữa cao
1
Một nhóm nghiên cứu muốn nhân bản một cá thể bò cho năng suất sữa cao bằng phương pháp chuyển nhân. Hãy mô tả các bước chính và giải thích lý do của từng bước.
2
Lấy nhân từ một tế bào soma (ví dụ tế bào vú) của con bò năng suất cao — nhân này mang đầy đủ bộ gene quy định đặc điểm năng suất sữa. Đồng thời, loại bỏ nhân của một tế bào trứng lấy từ một con bò khác, để tránh nhân của trứng lẫn vào.
3
Chuyển nhân soma vào tế bào trứng đã bỏ nhân. Bào tương của trứng tái lập trình nhân soma trưởng thành trở lại trạng thái toàn năng, kích thích tế bào lai phát triển thành phôi.
4
Phôi được cấy vào tử cung của một con bò mẹ mang thai hộ, phát triển bình thường cho tới khi sinh.
5
Vậy con bò con sinh ra mang bộ NST trong nhân gần như giống hệt con bò cho nhân, nên mang đặc điểm năng suất sữa cao tương tự — đạt được mục tiêu nhân bản mà không cần lai tạo qua nhiều thế hệ.
Ví dụ
Đánh giá độ tin cậy của một quảng cáo về tế bào gốc (dạng đề kiểm tra)
1
Một quảng cáo tuyên bố: "Tiêm tế bào gốc có thể chữa khỏi hoàn toàn bệnh tiểu đường chỉ trong một tuần, đã được khoa học chứng minh." Dựa vào những gì đã học, hãy đánh giá độ tin cậy của tuyên bố này.
2
Ứng dụng tế bào gốc đã trở thành phương pháp điều trị chuẩn hiện chỉ giới hạn ở ghép tế bào gốc tạo máu cho một số bệnh về máu; điều trị tiểu đường bằng tế bào gốc còn đang trong giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng, chưa có bằng chứng công bố nào cho thấy "chữa khỏi hoàn toàn trong một tuần".
3
Quảng cáo dùng các từ khẳng định tuyệt đối ("chữa khỏi hoàn toàn"), đưa ra mốc thời gian phi thực tế cho một bệnh mạn tính ("một tuần"), và không trích dẫn bất kỳ nghiên cứu cụ thể nào đã công bố — đây đều là dấu hiệu của thông tin thiếu căn cứ.
4
Nếu một phương pháp thực sự chữa khỏi hoàn toàn tiểu đường nhanh như vậy đã được khoa học chứng minh, đây phải là tin y học chấn động toàn cầu, không chỉ xuất hiện trong một quảng cáo đơn lẻ không nguồn gốc.
5
Vậy tuyên bố này không đáng tin cậy. Trước khi tin bất kỳ tuyên bố nào về tế bào gốc, cần tìm bằng chứng nghiên cứu cụ thể đã công bố và tham khảo ý kiến của bác sĩ hoặc nguồn thông tin y khoa chính thống.
Sai lầm thường gặp
Một nhầm lẫn thường gặp là nghĩ nhân bản vô tính tạo ra một cá thể GIỐNG HỆT 100% cá thể cho nhân, kể cả tính cách và mọi chi tiết ngoại hình. Thực ra cá thể nhân bản chỉ giống về bộ NST trong nhân — kiểu hình còn chịu ảnh hưởng của môi trường sống, và DNA trong ti thể của cá thể nhân bản đến từ tế bào trứng nhận, không phải từ cá thể cho nhân, nên không giống tuyệt đối 100%. Một nhầm lẫn khác là tin ngay các tuyên bố "tế bào gốc chữa bách bệnh" mà không kiểm tra xem ứng dụng đó đã là điều trị chuẩn hay còn đang trong giai đoạn nghiên cứu.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Ghi nhớ
Tế bào động vật đã biệt hoá mất dần tính toàn năng, nên nuôi cấy đơn thuần không tạo cá thể mới; nhân bản vô tính bằng chuyển nhân dùng bào tương trứng để tái lập trình nhân soma. Tế bào gốc đã ứng dụng thành điều trị chuẩn ở việc ghép tạo máu, còn nhiều ứng dụng khác vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu — cần đánh giá bằng chứng, không tin ngay lời quảng cáo.
Khoá học tiếp theo rời khỏi tế bào của cơ thể đa bào để bước vào thế giới của những sinh vật nhỏ nhất — vi sinh vật và virus.
Con cừu Dolly, sinh năm 1996, là động vật có vú đầu tiên trên thế giới được nhân bản vô tính thành công từ tế bào soma (tế bào sinh dưỡng) của một con cừu trưởng thành. Nhân giống vô tính ở thực vật đã là kỹ thuật quen thuộc từ rất lâu trước đó — vậy vì sao làm được điều tương tự ở động vật lại là một sự kiện gây chấn động cả giới khoa học?
Khác với thực vật, tế bào động vật đã biệt hoá thường mất dần tính toàn năng khi cơ thể phát triển: một tế bào da hay tế bào gan trưởng thành không tự phát triển thành cả một cá thể mới nếu chỉ nuôi cấy đơn thuần như cách làm với tế bào thực vật. Nuôi cấy tế bào động vật (animal cell culture) vì vậy chủ yếu dùng để nhân dòng tế bào phục vụ nghiên cứu, sản xuất vaccine, thử nghiệm thuốc — không tạo ra một cá thể mới.
Nhân bản vô tính bằng chuyển nhân (chuyển nhân tế bào soma) là cách "vòng qua" giới hạn đó. Kỹ thuật lấy nhân từ một tế bào soma trưởng thành của cá thể cho, chuyển vào một tế bào trứng đã bị loại bỏ nhân — tế bào trứng vẫn giữ nguyên phần bào tương với đầy đủ điều kiện để nuôi một phôi phát triển. Tế bào lai tạo thành được kích thích phát triển thành phôi, rồi phôi được cấy vào tử cung của một cá thể mẹ mang thai hộ. Cá thể sinh ra mang bộ nhiễm sắc thể trong nhân gần như giống hệt cá thể cho nhân, vì bào tương của trứng đã "tái lập trình" nhân soma trưởng thành trở lại trạng thái toàn năng, tương tự một hợp tử mới hình thành.
Tế bào gốc là tế bào chưa biệt hoá hoàn toàn, có khả năng tự làm mới chính nó và biệt hoá thành một hoặc nhiều loại tế bào chuyên hoá khác nhau. Có một ứng dụng đã trở thành phương pháp điều trị chuẩn: ghép tế bào gốc tạo máu, lấy từ tủy xương hoặc máu dây rốn, dùng điều trị một số bệnh về máu như bệnh bạch cầu. Nhiều ứng dụng khác — tái tạo mô tổn thương, điều trị các bệnh thoái hoá thần kinh — vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng, chưa trở thành phương pháp điều trị chuẩn được áp dụng rộng rãi. Phân biệt rõ điều đã làm được với điều còn đang nghiên cứu là kỹ năng cần thiết, tránh kỳ vọng sai rằng tế bào gốc có thể "chữa bách bệnh" — một khả năng mà khoa học hiện tại chưa đạt tới.
Một nhầm lẫn thường gặp là nghĩ nhân bản vô tính tạo ra một cá thể GIỐNG HỆT 100% cá thể cho nhân, kể cả tính cách và mọi chi tiết ngoại hình. Thực ra cá thể nhân bản chỉ giống về bộ NST trong nhân — kiểu hình còn chịu ảnh hưởng của môi trường sống, và DNA trong ti thể của cá thể nhân bản đến từ tế bào trứng nhận, không phải từ cá thể cho nhân, nên không giống tuyệt đối 100%. Một nhầm lẫn khác là tin ngay các tuyên bố "tế bào gốc chữa bách bệnh" mà không kiểm tra xem ứng dụng đó đã là điều trị chuẩn hay còn đang trong giai đoạn nghiên cứu.
Tế bào động vật đã biệt hoá mất dần tính toàn năng, nên nuôi cấy đơn thuần không tạo cá thể mới; nhân bản vô tính bằng chuyển nhân dùng bào tương trứng để tái lập trình nhân soma. Tế bào gốc đã ứng dụng thành điều trị chuẩn ở việc ghép tạo máu, còn nhiều ứng dụng khác vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu — cần đánh giá bằng chứng, không tin ngay lời quảng cáo.