Nhân bản vô tính - Góc độ khoa học (Phần 1)
Saturday, June 28, 2008
Thảo Trang tổng hợp
Phần 1: Hiện trạng phương pháp nhân bản vô tính
Chúng ta sắp kỷ niệm 12 năm ngày các khoa học gia thuộc Viện Roslin, Scotland thông báo thành công trong việc cho sinh sản vô tính cừu Dolly.
Cừu Dolly đã đi vào lịch sử y học với tư cách là động vật có vú đầu tiên trên thế giới ra đời bằng từ công nghệ sinh sản vô tính.
Tiếp theo cừu Dolly, các khoa học gia tiếp tục nhân bản thành công nhiều loài động vật khác, như bò, dê, heo, ngựa, hươu, la, chuột, mèo, chó, và cả những loài động vật hiếm và đang bị đe dọa tuyệt chủng, như bò hoang Java, mèo hoang Châu Phi...
Trong hơn một thập niên của công nghệ nhân bản vô tính, dưới góc độ khoa học thì triển vọng của công nghệ này là gì? Có giúp ích gì cho khoa học nhân loại không? Chúng ta cùng tìm hiểu.
Phương pháp nhân bản dẫn tới sự ra đời của Dolly
Phương pháp nhân bản dẫn tới sự ra đời của Dolly cho tới nay vẫn không thay đổi: Nguyên tắc cơ bản là dùng một trứng, lấy đi nhân mang thông tin di truyền của nó, và thay vào đó bằng nhân của một tế bào thường. Sau đó trứng mới này được kích thích để tạo ra phôi bào mới, rồi đưa vào trong tử cung làm vật nuôi.
Về lý thuyết với công nghệ này chúng ta có thể nhân bản hay “copy” chính xác lại một con người hay động vật nào đó không qua sinh sản thông thường là có sự kết hợp giữa cá thể đực và cái.
Nhiều trở ngại xảy ra chưa giải quyết được
Mặc dù nhiều nỗ lực đang được tập trung vào lĩnh vực nhân bản động vật, nhưng các nhà khoa học vẫn quan tâm đến vấn đề sinh sản vô tính ở con người. Có nhiều nhóm chuyên gia trên khắp thế giới đã cố gắng tạo ra những dòng tế bào mầm từ phôi người vô tính nhưng chưa có ai thành công cả.
Theo ý kiến của các khoa học gia Anh Quốc Loraine Young và Ian Wilmut thuộc Viện Nghiên Cứu Roslin ở Edimbourg: “Cho đến nay, kết luận về sinh sản vô tính chỉ có thể tóm gọn trong hai từ: dị dạng và chết non!” Dị dạng thường gặp nhất là hiện tượng không bình thường trong hoạt động của tim, phổi và những vấn đề bệnh trong hệ thống miễn dịch.
Theo sự giải thích của Young và Wilmut, trước hết, đó là sự thoái hóa các gene di truyền, biểu hiện qua việc con vật mới sinh tăng trọng quá nhanh. Nguyên nhân chính có thể là do thiếu những điều chỉnh hoạt động của các gene ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, hậu quả của việc sai sót trong tiến trình chuyển không nguyên vẹn các DNA. Cho đến nay, các nhà nghiên cứu vẫn không giải thích được vì sao việc nhân bản vô tính kết quả không mong muốn.
Tỷ lệ thất bại của giai đoạn trứng cao, và trong số những phôi thành công thì có rất nhiều bị lỗi, như trường hợp của Dolly đã bị chết sớm. Phần lớn động vật nhân bản vô tính đều chết, thường là ngay trong giai đoạn phôi. Nhiều con ra đời với các dị dạng không bình thường. Những con may mắn được sinh ra thì sự sống sau đó cũng rất khó khăn.
Vậy những thử nghiệm nhân bản người đầu tiên sẽ có kết quả như thế nào? Theo AP, khoa học gia sinh học Rudolf Jaenisch, Viện Công Nghệ Massachusetts, đã thông báo về những khó khăn của công nghệ này là:
a. Tỷ lệ trẻ sinh ra còn sống rất thấp trong nhưng lần nhân bản đầu tiên.
b. Người mẹ thay thế có thể bị sẩy thai, hoặc đẻ khó vì bào thai và rau lớn một cách bất thường (ở động vật nhân bản, một số con lúc ra đời to gấp đôi bình thường).
c. Nhiều trẻ chết trong vài ngày hoặc vài tuần sau khi sinh do mắc các bệnh về tim, phổi, gan, thận...
d. Nhìn bề ngoài, có 1-2 trẻ em hoàn toàn bình thường, nhưng có những vấn đề không thể biết trước, thí dụ: Trạng thái thần kinh trẻ có bình thường không? Quá trình nhân đôi của tế bào có bình thường không? Liệu trẻ có bị sớm tử vong do khiếm khuyết của hệ thống miễn dịch, và các bệnh như ung thư hay lão hóa có xảy ra không?
Ông Jaenisch khẳng định: “Tất cả những chuyện đó hoàn toàn có thể xảy ra. Nhưng cái chết không đáng sợ. Nguy hại hơn cả là nhân bản vô tính cho ra những con người vẫn sống và sống bằng đời sống thực vật”.
Sinh sản hữu tính làm tăng tính biến đổi di truyền
Sinh sản hữu tính là hình thức sinh sản mà trong đó có sự tham gia của hai loại giới tính là đực và cái. Sản phẩm tham gia của hai loại giới tính này là các giao tử (giao tử đực là tinh trùng, giao tử cái là trứng đã chín và rụng). Mỗi giao tử mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội. Trong thụ tinh, sự kết hợp giữa chúng tạo ra hợp tử mang bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội. Hợp tử sẽ phát triển thành cơ thể mới. Trong tiến trình sinh sản tự nhiên, sự phát triển của một con người bắt đầu bằng chỉ một tế bào. Khi một tinh trùng thụ tinh với một trứng và tạo ra một tế bào đơn, và tế bào đơn này có tiềm năng phân chia để hình thành nên một cơ thể sống hoàn chỉnh.
Sinh sản hữu tính làm tăng tính biến đổi di truyền của thế hệ con do sự tái tổ hợp các gene và các nhiễm sắc thể. Thế hệ con thường mang những tính trạng tốt nhất của cha và mẹ, có sức sống cao hơn, khả năng thích nghi với điều kiện bất lợi của môi trường tốt hơn cha mẹ. Sinh sản hữu tính làm cho quá trình tiến hóa xảy ra nhanh hơn và hiệu quả hơn sinh sản vô tính.
Sinh sản vô tính ít phổ biến ở động vật
Là hình thức sinh đẻ không có sự kết hợp giữa giới tính nam và nữ. Ðây là phương thức tạo ra một sinh vật mới bằng cách sao y nguyên tín hiệu di truyền từ một sinh vật cha hoặc mẹ. Nhiều người còn gọi sinh sản vô tính là sinh sản nhân bản. Sinh sản vô tính tự nhiên phổ biến ở vi sinh vật và thực vật. Sinh sản vô tính là hiện tượng từ một cá thể duy nhất cho ra thế hệ con giống hệt mẹ về mặt di truyền.
Cách tạo cá thể sinh sản vô tính ở người và động vật
Các bước phương pháp tạo sinh vô tính cũng giống như tiến trình sinh sản tự nhiên, nhưng không cần đến tinh trùng, Xem sơ đồ:
1. Lấy một trứng trong noãn sào của một cá thể giống cái, rút bỏ nhân (nguyên liệu mang thông tin di truyền).
2. Lấy nhân (nguyên liệu di truyền) từ một tế bào của một cá thể khác hay của chính cá thể giống cái cho trứng, đưa nhân này vào cái trứng đã bỏ nhân ở phần 1.
3. Dùng điện năng hoặc hóa chất kích thích vào trứng để trứng bắt đầu hoạt động, chúng ta sẽ có một phôi.
4. Phôi sẽ đưa vào một môi trường sinh học đặc biệt (chẳng hạn như cấy vào tử cung của cá thể giống cái) sao cho nó phát triển thành các tế bào mầm hay thành một thai hoàn chỉnh.
Khi hình thành phôi, có hai loại tế bào đó là tế bào sinh dưỡng và tế bào mầm, tế bào sinh dưỡng có nhiệm vụ nuôi dưỡng và nhóm tế bào mầm có khả năng biệt hóa cao để tạo ra mọi tế bào trong các bộ phận của cơ thể như xương, tim, gan, hồng cầu... Ðến đây chúng ta nhận thấy nhân bản có 2 khả năng, khả năng tạo ra một cơ thể mới giống mọi thông tin di truyền của cơ thể nhân bản và khả năng tạo ra khối tế bào mầm dùng để chữa bệnh hay là phương pháp trị liệu bằng tạo sinh vô tính. Ðây là một phương pháp mà các giai đoạn đầu cũng giống như phương pháp nhân bản vô tính nhưng tế bào mầm được tách ra từ một phôi, khi biệt hóa sẽ tạo ra những mô hay một cơ phận để ghép vào một bệnh nhân, chứ không để hình thành một bào thai hay một con người.
Ứng dụng trong tương lai đối với ngành y tế
Vậy nếu việc nhân bản phức tạp, tốn kém và đầy rủi ro như vậy, tại sao người ta phải bận tâm? Lý do hấp dẫn là để phục vụ y học. Thành công trong việc tạo ra cừu Dolly đã cung cấp động lực cho các nhà khoa học đẩy mạnh các nghiên cứu về tề bào mầm với mục đích tối hậu là cải thiện sức khỏe con người.
Tế bào mầm chứa trong phần trung tâm của phôi là là loại tế bào có khả năng biệt hóa thành bất kỳ tế bào nào cần thiết cho các bộ phận của cơ thể, như xương, máu, não.
Theo các chuyên gia, tế bào mầm có thể được sử dụng trong điều trị các bệnh như tiểu đường, đột quị, mù lòa... nhiều loại bệnh nguy hại cho con người hiện nay.
Sinh sản vô tính sẽ giúp cho công nghiệp chăn nuôi được không?
Người ta hy vọng, công nghệ nhân bản động vật sẽ giúp các nhà chăn nuôi và nông dân sản xuất ra những gia súc đáp ứng nhiều mong muốn trên thị trường.
Ông Jim Greenwood, chủ tịch kiêm tổng giám đốc của Tổ Chức Công Nghiệp Công Nghệ Sinh Học (BIO), cho biết về ứng dụng của công nghệ sinh sản vô tính, ông nói: “Hiện nay chúng tôi đang sử dụng công nghệ này nhằm sản xuất thực phẩm và an toàn thực phẩm tại các nước đang phát triển, sức khỏe của gia súc và an toàn của nguồn cung cấp thực phẩm. Sinh sản vô tính cũng sẽ giúp chống nguy cơ tuyệt chủng của một số loài động vật hoang dã, như gấu trúc khổng lồ”.
Kỳ tới: Phần 2 Nhân bản vô tính và Nhân bản trị liệu
http://www.nguoi-viet.com/absolutenm/anmviewer.asp?a=80744&z=15
Saturday, June 28, 2008
Thảo Trang tổng hợp
Phần 1: Hiện trạng phương pháp nhân bản vô tính
Chúng ta sắp kỷ niệm 12 năm ngày các khoa học gia thuộc Viện Roslin, Scotland thông báo thành công trong việc cho sinh sản vô tính cừu Dolly.
Cừu Dolly đã đi vào lịch sử y học với tư cách là động vật có vú đầu tiên trên thế giới ra đời bằng từ công nghệ sinh sản vô tính.
Tiếp theo cừu Dolly, các khoa học gia tiếp tục nhân bản thành công nhiều loài động vật khác, như bò, dê, heo, ngựa, hươu, la, chuột, mèo, chó, và cả những loài động vật hiếm và đang bị đe dọa tuyệt chủng, như bò hoang Java, mèo hoang Châu Phi...
Trong hơn một thập niên của công nghệ nhân bản vô tính, dưới góc độ khoa học thì triển vọng của công nghệ này là gì? Có giúp ích gì cho khoa học nhân loại không? Chúng ta cùng tìm hiểu.
Phương pháp nhân bản dẫn tới sự ra đời của Dolly
Phương pháp nhân bản dẫn tới sự ra đời của Dolly cho tới nay vẫn không thay đổi: Nguyên tắc cơ bản là dùng một trứng, lấy đi nhân mang thông tin di truyền của nó, và thay vào đó bằng nhân của một tế bào thường. Sau đó trứng mới này được kích thích để tạo ra phôi bào mới, rồi đưa vào trong tử cung làm vật nuôi.
Về lý thuyết với công nghệ này chúng ta có thể nhân bản hay “copy” chính xác lại một con người hay động vật nào đó không qua sinh sản thông thường là có sự kết hợp giữa cá thể đực và cái.
Nhiều trở ngại xảy ra chưa giải quyết được
Mặc dù nhiều nỗ lực đang được tập trung vào lĩnh vực nhân bản động vật, nhưng các nhà khoa học vẫn quan tâm đến vấn đề sinh sản vô tính ở con người. Có nhiều nhóm chuyên gia trên khắp thế giới đã cố gắng tạo ra những dòng tế bào mầm từ phôi người vô tính nhưng chưa có ai thành công cả.
Theo ý kiến của các khoa học gia Anh Quốc Loraine Young và Ian Wilmut thuộc Viện Nghiên Cứu Roslin ở Edimbourg: “Cho đến nay, kết luận về sinh sản vô tính chỉ có thể tóm gọn trong hai từ: dị dạng và chết non!” Dị dạng thường gặp nhất là hiện tượng không bình thường trong hoạt động của tim, phổi và những vấn đề bệnh trong hệ thống miễn dịch.
Theo sự giải thích của Young và Wilmut, trước hết, đó là sự thoái hóa các gene di truyền, biểu hiện qua việc con vật mới sinh tăng trọng quá nhanh. Nguyên nhân chính có thể là do thiếu những điều chỉnh hoạt động của các gene ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, hậu quả của việc sai sót trong tiến trình chuyển không nguyên vẹn các DNA. Cho đến nay, các nhà nghiên cứu vẫn không giải thích được vì sao việc nhân bản vô tính kết quả không mong muốn.
Tỷ lệ thất bại của giai đoạn trứng cao, và trong số những phôi thành công thì có rất nhiều bị lỗi, như trường hợp của Dolly đã bị chết sớm. Phần lớn động vật nhân bản vô tính đều chết, thường là ngay trong giai đoạn phôi. Nhiều con ra đời với các dị dạng không bình thường. Những con may mắn được sinh ra thì sự sống sau đó cũng rất khó khăn.
Vậy những thử nghiệm nhân bản người đầu tiên sẽ có kết quả như thế nào? Theo AP, khoa học gia sinh học Rudolf Jaenisch, Viện Công Nghệ Massachusetts, đã thông báo về những khó khăn của công nghệ này là:
a. Tỷ lệ trẻ sinh ra còn sống rất thấp trong nhưng lần nhân bản đầu tiên.
b. Người mẹ thay thế có thể bị sẩy thai, hoặc đẻ khó vì bào thai và rau lớn một cách bất thường (ở động vật nhân bản, một số con lúc ra đời to gấp đôi bình thường).
c. Nhiều trẻ chết trong vài ngày hoặc vài tuần sau khi sinh do mắc các bệnh về tim, phổi, gan, thận...
d. Nhìn bề ngoài, có 1-2 trẻ em hoàn toàn bình thường, nhưng có những vấn đề không thể biết trước, thí dụ: Trạng thái thần kinh trẻ có bình thường không? Quá trình nhân đôi của tế bào có bình thường không? Liệu trẻ có bị sớm tử vong do khiếm khuyết của hệ thống miễn dịch, và các bệnh như ung thư hay lão hóa có xảy ra không?
Ông Jaenisch khẳng định: “Tất cả những chuyện đó hoàn toàn có thể xảy ra. Nhưng cái chết không đáng sợ. Nguy hại hơn cả là nhân bản vô tính cho ra những con người vẫn sống và sống bằng đời sống thực vật”.
Sinh sản hữu tính làm tăng tính biến đổi di truyền
Sinh sản hữu tính là hình thức sinh sản mà trong đó có sự tham gia của hai loại giới tính là đực và cái. Sản phẩm tham gia của hai loại giới tính này là các giao tử (giao tử đực là tinh trùng, giao tử cái là trứng đã chín và rụng). Mỗi giao tử mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội. Trong thụ tinh, sự kết hợp giữa chúng tạo ra hợp tử mang bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội. Hợp tử sẽ phát triển thành cơ thể mới. Trong tiến trình sinh sản tự nhiên, sự phát triển của một con người bắt đầu bằng chỉ một tế bào. Khi một tinh trùng thụ tinh với một trứng và tạo ra một tế bào đơn, và tế bào đơn này có tiềm năng phân chia để hình thành nên một cơ thể sống hoàn chỉnh.
Sinh sản hữu tính làm tăng tính biến đổi di truyền của thế hệ con do sự tái tổ hợp các gene và các nhiễm sắc thể. Thế hệ con thường mang những tính trạng tốt nhất của cha và mẹ, có sức sống cao hơn, khả năng thích nghi với điều kiện bất lợi của môi trường tốt hơn cha mẹ. Sinh sản hữu tính làm cho quá trình tiến hóa xảy ra nhanh hơn và hiệu quả hơn sinh sản vô tính.
Sinh sản vô tính ít phổ biến ở động vật
Là hình thức sinh đẻ không có sự kết hợp giữa giới tính nam và nữ. Ðây là phương thức tạo ra một sinh vật mới bằng cách sao y nguyên tín hiệu di truyền từ một sinh vật cha hoặc mẹ. Nhiều người còn gọi sinh sản vô tính là sinh sản nhân bản. Sinh sản vô tính tự nhiên phổ biến ở vi sinh vật và thực vật. Sinh sản vô tính là hiện tượng từ một cá thể duy nhất cho ra thế hệ con giống hệt mẹ về mặt di truyền.
Cách tạo cá thể sinh sản vô tính ở người và động vật
Các bước phương pháp tạo sinh vô tính cũng giống như tiến trình sinh sản tự nhiên, nhưng không cần đến tinh trùng, Xem sơ đồ:
1. Lấy một trứng trong noãn sào của một cá thể giống cái, rút bỏ nhân (nguyên liệu mang thông tin di truyền).
2. Lấy nhân (nguyên liệu di truyền) từ một tế bào của một cá thể khác hay của chính cá thể giống cái cho trứng, đưa nhân này vào cái trứng đã bỏ nhân ở phần 1.
3. Dùng điện năng hoặc hóa chất kích thích vào trứng để trứng bắt đầu hoạt động, chúng ta sẽ có một phôi.
4. Phôi sẽ đưa vào một môi trường sinh học đặc biệt (chẳng hạn như cấy vào tử cung của cá thể giống cái) sao cho nó phát triển thành các tế bào mầm hay thành một thai hoàn chỉnh.
Khi hình thành phôi, có hai loại tế bào đó là tế bào sinh dưỡng và tế bào mầm, tế bào sinh dưỡng có nhiệm vụ nuôi dưỡng và nhóm tế bào mầm có khả năng biệt hóa cao để tạo ra mọi tế bào trong các bộ phận của cơ thể như xương, tim, gan, hồng cầu... Ðến đây chúng ta nhận thấy nhân bản có 2 khả năng, khả năng tạo ra một cơ thể mới giống mọi thông tin di truyền của cơ thể nhân bản và khả năng tạo ra khối tế bào mầm dùng để chữa bệnh hay là phương pháp trị liệu bằng tạo sinh vô tính. Ðây là một phương pháp mà các giai đoạn đầu cũng giống như phương pháp nhân bản vô tính nhưng tế bào mầm được tách ra từ một phôi, khi biệt hóa sẽ tạo ra những mô hay một cơ phận để ghép vào một bệnh nhân, chứ không để hình thành một bào thai hay một con người.
Ứng dụng trong tương lai đối với ngành y tế
Vậy nếu việc nhân bản phức tạp, tốn kém và đầy rủi ro như vậy, tại sao người ta phải bận tâm? Lý do hấp dẫn là để phục vụ y học. Thành công trong việc tạo ra cừu Dolly đã cung cấp động lực cho các nhà khoa học đẩy mạnh các nghiên cứu về tề bào mầm với mục đích tối hậu là cải thiện sức khỏe con người.
Tế bào mầm chứa trong phần trung tâm của phôi là là loại tế bào có khả năng biệt hóa thành bất kỳ tế bào nào cần thiết cho các bộ phận của cơ thể, như xương, máu, não.
Theo các chuyên gia, tế bào mầm có thể được sử dụng trong điều trị các bệnh như tiểu đường, đột quị, mù lòa... nhiều loại bệnh nguy hại cho con người hiện nay.
Sinh sản vô tính sẽ giúp cho công nghiệp chăn nuôi được không?
Người ta hy vọng, công nghệ nhân bản động vật sẽ giúp các nhà chăn nuôi và nông dân sản xuất ra những gia súc đáp ứng nhiều mong muốn trên thị trường.
Ông Jim Greenwood, chủ tịch kiêm tổng giám đốc của Tổ Chức Công Nghiệp Công Nghệ Sinh Học (BIO), cho biết về ứng dụng của công nghệ sinh sản vô tính, ông nói: “Hiện nay chúng tôi đang sử dụng công nghệ này nhằm sản xuất thực phẩm và an toàn thực phẩm tại các nước đang phát triển, sức khỏe của gia súc và an toàn của nguồn cung cấp thực phẩm. Sinh sản vô tính cũng sẽ giúp chống nguy cơ tuyệt chủng của một số loài động vật hoang dã, như gấu trúc khổng lồ”.
Kỳ tới: Phần 2 Nhân bản vô tính và Nhân bản trị liệu
http://www.nguoi-viet.com/absolutenm/anmviewer.asp?a=80744&z=15
.....Như-Ý
