Mặc dù dùng tế bào phôi người để chữa bệnh được nhiều người ủng hộ, nhưng vẫn còn một số quan ngại về vấn đề đạo đức. Để tránh vấn đề vi phạm đạo đức, các nhà khoa học đã tìm kiếm, nhân nuôi các loại tế bào gốc tách chiết từ các mô của người trưởng thành. Ví dụ: Tách các tế bào gốc từ tuỷ xương người bệnh, đem nuôi cấy, sau đó truyền lại cho bệnh nhân để tái tạo các loại tế bào máu nhằm chữa trị bệnh ung thư máu.
Bằng liệu pháp tế bào, các nhà khoa học kì vọng sẽ chữa được các bệnh Parkinson, bệnh tiểu đường type 1, người có cơ tim bị tổn thương do đột quỵ hay bị tổn thương các tế bào thần kinh. Liệu pháp tế bào gốc cũng đang được ứng dụng trong việc chữa trị một số bệnh ung thư ở người.
Thành tựu trong nuôi cấy các tế bào động vật cũng cho phép các nhà nghiên cứu phát triển thịt nhân tạo làm thực phẩm cho con người. Một số nước như Singapore, mới đây đã tuyên bố sớm sản xuất thịt nhân tạo đưa ra thị trường. Nuôi cấy tế bào cũng được dùng để sản xuất ra các protein chữa bệnh cho người.
c) Liệu pháp gene
Liệu pháp gene là phương pháp chữa bệnh di truyền nhờ thay thế gene bệnh bằng gene lành. Để làm được điều này, các nhà khoa học phải giải quyết được một số vấn đề cơ bản: (1) Nhân nuôi tế bào trong ống nghiệm, chỉnh sửa gene hoặc thay thế gene bệnh của tế bào bằng gene lành; (2) Sàng lọc các tế bào đã được chỉnh sửa gene và nhân bản trong ống nghiệm; (3) Truyền các tế bào chỉnh sửa gene vào cơ thể bệnh nhân. Liệu pháp thay thế gene chỉ sử dụng được cho người bị bệnh di truyền do hỏng một gene nhất định và tế bào bị bệnh phải thuộc loại tế bào liên tục phân chia trong suốt cuộc đời của bệnh nhân.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
1. Thế nào là công nghệ tế bào động vật? Nêu nguyên lí và một số thành tựu của công nghệ tế bào động vật.
2. Tế bào gốc là gì? Phân biệt các loại tế bào gốc. Nuôi cấy các tế bào người và động vật trong ống nghiệm đem lại những lợi ích gì?
Năm 2006, Shinya Yamanaka, nhà sinh học tế bào người Nhật Bản đã tìm ra con đường chuyển các tế bào chuyên hoá ở người trưởng thành thành các tế bào gốc phôi, mở ra nhiều hướng nghiên cứu ứng dụng công nghệ tế bào trong y học. Các nhà khoa học còn kì vọng tạo ra được các mô, các cơ quan nhân tạo khác nhau để thay thế các mô và các cơ quan bị bệnh ở người. Việc chuyển các tế bào chuyên hoá của cơ thể trưởng thành thành các tế bào đa tiềm năng có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau (hình bên).
II. công nghệ tế bào thực vật
1. Khái niệm
Công nghệ tế bào thực vật là quy trình công nghệ nuôi cấy các tế bào, mô thực vật ở điều kiện vô trùng để tạo ra các cây có kiểu gene giống nhau nhằm mục đích nhân giống.
2. Nguyên lí
Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào thực vật là dùng môi trường dinh dưỡng có bổ sung các hormone thực vật thích hợp tạo điều kiện để nuôi cấy các tế bào thực vật tái sinh thành các cây.
3. Thành tựu
Ba kĩ thuật chủ yếu trong công nghệ tế bào thực vật là kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào, kĩ thuật lai tế bào sinh dưỡng và kĩ thuật nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh.
a) Nuôi cấy mô tế bào
Đầu tiên các mô tế bào chuyên hoá được tách khỏi cây và đưa vào trong ống nghiệm nuôi cấy trong điều kiện vô trùng với đầy đủ chất dinh dưỡng cùng các loại hormone thực vật với tỉ lệ thích hợp. Các tế bào biệt hoá sẽ được đưa về trạng thái chưa phân hoá tạo nên mô phân sinh được gọi là mô sẹo hay mô callus. Các tế bào mô sẹo sau đó phân chia và hình thành nên rễ, thân, lá và cuối cùng hình thành nên cây con (H 19.4).
Phương pháp nuôi cấy mô đem lại nhiều thành tựu trong nông nghiệp cũng như lâm nghiệp như nhân nhanh với số lượng lớn cây ở những loài quý hiếm có thời gian sinh trưởng chậm, cây kháng bệnh virus và nhiều bệnh khác. Công nghệ tế bào thực vật kết hợp với công nghệ di truyền có thể tạo ra giống cây biến đổi gene (có gene đã được chỉnh sửa) hay cây chuyển gene (có thêm gene từ loài khác) nhằm thoả mãn nhu cầu của con người.
b) Lai tế bào sinh dưỡng
Lai tế bào sinh dưỡng là kĩ thuật lại hai tế bào sinh dưỡng thuộc hai loài thực vật khác nhau sau khi được loại bỏ thành cellulose để tạo thành tế bào lai, sau đó đưa tế bào lai vào nuôi cấy trong môi trường đặc biệt để chúng phân chia và tạo thành cây lai khác loài.
Kĩ thuật này giúp tạo ra giống mới mang đặc điểm của hai loài mà bằng phương pháp tạo giống thông thường không tạo ra được.
c) Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh
Hạt phấn và noãn chưa thụ tinh được nuôi cấy trong ống nghiệm rồi cho phát triển thành cây đơn bội hoặc lưỡng bội hoá các mô đơn bội và nuôi cấy để tạo thành cây lưỡng bội hoàn chỉnh.
Kĩ thuật này có thể tạo ra các cây có kiểu gene đồng hợp tử về tất cả các gene, đem lại nhiều lợi ích trong công tác tạo giống cây trồng.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
1. Công nghệ tế bào thực vật là gì?
2. Nêu nguyên lí công nghệ tế bào thực vật. Để cho các tế bào thực vật đã biệt hoá có thể phân chia và phát triển thành một cây hoàn chỉnh thì các nhà khoa học cần nuôi cấy tế bào trong những điều kiện như thế nào?
3. Nêu một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật.
Công nghệ tế bào động vật là quy trình công nghệ nuôi cấy các loại tế bào động vật và tế bào người trong môi trường nhân tạo để tạo ra một lượng lớn tế bào nhằm mục đích nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế.
Nguyên lí của công nghệ tế bào động vật là nuôi cấy các tế bào gốc trong môi trường thích hợp và tạo điều kiện để chúng phân chia rồi biệt hoá thành các loại tế bào khác nhau.
Công nghệ tế bào động vật có thể giúp nhân bản nhiều loài động vật, tạo ra các tế bào dùng để thay thế các tế bào cơ thể bị bệnh hoặc tổn thương.
Công nghệ tế bào thực vật là quy trình công nghệ nuôi cấy các tế bào, mô thực vật ở điều kiện vô trùng để tạo ra các cây có kiểu gene giống nhau nhằm mục đích nhân giống.
Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào thực vật là dùng môi trường dinh dưỡng có bổ sung các hormone thực vật thích hợp tạo điều kiện để nuôi cấy các tế bào thực vật tái sinh thành các cây.
Công nghệ tế bào thực vật giúp nhân nhanh với số lượng lớn các giống cây quý hiếm, chống chịu bệnh hoặc kết hợp với công nghệ di truyền tạo ra cây biến đổi gene hoặc cây chuyển gene tạo các cây lai khác loài, các cây có kiểu gene đồng hợp tử về tất cả các gene, đem lại ý nghĩa lớn trong công tác chọn và tạo giống cây trồng.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
1. Khi đi ngang qua một cánh đồng trồng cây chuối, người ta có thể dễ dàng phát hiện ra đó có phải là những cây chuối nuôi cấy mô hay không. Em hãy giải thích tại sao.
2. Việc trồng các giống cây nuôi cấy mô trên một diện tích rộng có thể đem lại lợi ích kinh tế rất lớn nhưng cũng đem lại rủi ro cao. Tại sao?
Sơ đồ tóm tắt kiến thức của chương
Xem bản PDF nguyên trang sách: Sinh học 10 – Kết nối tri thức với cuộc sống (trang 112–115).
