Xem mẫu
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 73-78
NHÂN BẢN ĐỘNG VẬT VÀ SỰ THÀNH CÔNG TẠI VIỆT NAM
Nguyễn Khánh Vân1* và Phạm Doãn Lân2
1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NHÂN BẢN 2.1. Nhân bản động vật bằng kỹ thuật chia
tách phôi
ĐỘNG VẬT
Nhân bản động vật bằng kỹ thuật chia
Nhân bản động vật là quá trình tạo ra
tách phôi được coi là kỹ thuật đơn giản nhất
một hoặc một số động vật giống hệt nhau về
để tạo ra động vật nhân bản đầu tiên trên thế
mặt di truyền mà không cần phải trải qua quá
giới. Kỹ thuật chia tách phôi (Hình 1) ở động
trình thụ tinh. Hiện nay, trên thế giới có hai
vật có vú đã được thực hiện thành công trên
công nghệ nhân bản động vật được ứng dụng:
động vật nuôi. Phôi cắt được sử dụng an toàn
- Công nghệ nhân bản động vật bằng kỹ và hiệu quả đối với việc hỗ trợ sinh sản trên
thuật chia tách phôi; cấy chuyển nhân từ các một số loài gia súc nuôi. Chia phôi sẽ làm tăng
tế bào phôi. số lượng phôi từ một phôi ban đầu, thông qua
- Công nghệ nhân bản động vật có vú công nghệ cấy truyền phôi sẽ làm gia tăng số
bằng kỹ thuật cấy chuyển nhân tế bào soma. lượng gia súc thu được và đặc biệt nếu những
phôi này có các đặc tính di truyền quý thì sự
2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VỀ NHÂN
gia tăng về mặt số lượng sẽ giúp cho người
BẢN ĐỘNG VẬT TRÊN THẾ GIỚI chăn nuôi tăng năng suất và thu nhập.
Hình 1. Quá trình chia tách phôi
Ở động vật nuôi, quá trình chia tách phôi định rằng mỗi tế bào phôi đều có khả năng
đã được thực hiện thành công trên một số loài phát triển thành phôi, thành cơ thể động vật
như cừu, bò, dê... Năm 1979, Willadsen đã đi bình thường. Thành công này đã khởi xướng
đầu trong việc chứng tỏ khả năng tạo ra hợp nhiều thí nghiệm trên gia súc để tạo ra các
tử sinh đôi cừu nhân tạo để tạo ra cừu sinh phương pháp đơn giản hơn trong việc tạo ra
đôi từ phôi bào được tách bằng vi phẫu thuật. nhiều hơn một cặp bê sinh đôi từ một phôi
Nghiên cứu đầu tiên này giúp tác giả khẳng ban đầu. Willadsen (1980) nhận thấy, 36%
1
Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ tế bào động vật, Viện Chăn nuôi;
2
Viện Chăn nuôi;
*
Tác giả liên hệ: Nguyễn Khánh Vân; Email: cotihin@gmail.com
73
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 73-78
phôi cừu được chia tách ở giai đoạn phôi 2 linh trưởng (không phải người) thì hiệu quả
và 4 tế bào sẽ tiếp tục phát triển và tạo thành thành công thấp hơn. Chan và cs. (2000) đã
con sau cấy chuyển phôi chia tách. Johnson thử nghiệm tạo khỉ Rhesus nhân bản bằng
và cs. (1995), lần đầu tiên báo cáo về việc kỹ thuật chia tách phôi ở giai đoạn 2 - 4 tế
tạo được bê từ phôi chia tách ở giai đoạn 4 tế bào. Con nhận sau cấy chuyển phôi có chửa,
bào. Tsunoda và cs. (1984) cũng báo cáo về nhưng rất đáng tiếc lại không phải là sinh đôi.
việc tạo được dê nhân bản từ các phôi được 2.2. Nhân bản động vật bằng kỹ thuật cấy
chia tách ở giai đoạn phát triển sớm. Reichelt chuyển nhân tế bào soma
và Niemann (1994) báo cáo về việc tạo được
Kỹ thuật cấy chuyển nhân tế bào soma
lợn sinh đôi khỏe mạnh từ phôi chia tách ở
(SCNT) là quá trình chuyển một nhân từ một
giai đoạn phôi nang. Allen và Pashen (1984)
tế bào cho vào trong tế bào trứng nhận đã
khi nghiên cứu tạo ngựa nhân bản bằng kỹ
được loại nhân (Hình 2). Nhân bản động vật
thuật chia tách phôi nhận thấy phôi tách được
bằng kỹ thuật cấy chuyển nhân tế bào soma
tạo ra thông qua quá trình chia tách phôi ở ở động vật có vú thành công lần đầu tiên vào
giai đoạn 2 hoặc 8 tế bào sẽ cho hợp tử khỏe tháng 7 năm 1996 (Wilmut và cs., 1997) với
mạnh và ngựa con được sinh ra khi mang thai sự ra đời của chú cừu Dolly. Tiếp nối sự thành
đủ tháng. công này, cho đến nay có rất nhiều báo cáo
Mặc dù kỹ thuật chia tách phôi đã đạt nói về sự thành công tạo động vật nhân bản
được những thành công nhất định ở động bằng kỹ thuật cấy chuyển nhân tế bào soma ở
vật nuôi, tuy nhiên trên những động vật một số loài vật nuôi.
Hình 2. Quá trình cấy chuyển nhân tế bào soma tạo phôi động vật nhân bản
Hai năm sau sự ra đời của cừu Dolly, nhà nghiên cứu rất nỗ lực trong việc tạo dê
SCNT thành công với sự ra đời của chú bò nhân bản bằng SCNT. Năm 1999, Baguisi và
nhân bản từ nguyên bào sợi bào thai (Cibelli cộng sự đã báo cáo sự thành công đầu tiên về
và cs., 1998) và tế bào trưởng thành (Kato nhân bản vô tính dê.
và cs., 1998). Parnpai và cs. (2000) lần đầu Các ứng dụng chính của SCNT ở lợn
tiên công bố về việc tạo được bê nhân bản từ là để nghiên cứu mô hình sinh học và tạo ra
nguyên bào sợi mô tai. động vật lợn biến đổi gen là nguồn cung cấp
mô, cơ quan sử dụng cho quá trình cáy ghép
Dê là nguồn cung cấp sữa, thịt quan
nội tạng ở người (Gil và cs., 2010). Năm 2000
trọng trên thế giới, giúp duy trì nền kinh tế
là sự bùng nổ về các báo cáo sự thành công tạo
nông nghiệp. Bên cạnh đó, dê cũng là loài lợn nhân bản bằng SCNT từ các tế bào trứng
động vật lý tưởng để sản xuất protein tái tổ nhận thành thục in vivo và in vitro (Onishi và
hợp với những ưu điểm độc đáo của nó so với cs., 2000; Betthauser và cs., 2000). Cho đến
bò và cừu (Lan và cs., 2006). Chính vì thế các nay có rất nhiều báo cáo về việc tạo được lợn
74
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 73-78
nhân bản với sự cải thiện các kỹ thuật trong tài nghiên cứu tạo bò nhân bản bằng kỹ thuật
quá trình tạo lợn nhân bản. cấy chuyển nhân, tuy nhiên cho đến nay vẫn
Trâu là một loài động vật đa chức năng chưa có công bố nào nói về việc tạo được bò
trong nông nghiệp như: cung cấp sức kéo, sữa nhân bản.
và thịt. Khả năng sinh sản của trâu nước nói Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công
chung là thấp do tuổi dậy thì muộn, động dục nghệ tế bào động vật, Viện Chăn nuôi bắt
theo mùa, thời kỳ động dục sau đẻ kéo dài, đầu tiến hành nghiên cứu kỹ thuật tạo phôi và
động dục thầm lặng và khoảng cách giữa các động vật nhân bản bằng SCNT từ năm 2015.
lứa đẻ dài. Mặc dù các nghiên cứu về SCNT Tại Viện Chăn nuôi, Nguyễn Khánh Vân và cs
trên trâu bắt đầu muộn và phát triển chậm, tuy (2016) bước đầu nghiên cứu phân lập nguyên
nhiên đến năm 1999 Parnpai và cộng sự lần bào sợi từ mẫu mô tai lợn trưởng thành với tỷ lệ
đầu tiên báo cáo về việc tạo được trâu nhân phân lập thành công đạt 91%; nguyên bào sợi
bản bằng SCNT. Nối tiếp sự thành công đó, lợn sống sau đông lạnh - giải đông đạt > 90%.
các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu và cải Năm 2018, lần đầu tiên tại Việt Nam, các cán
thiện hiệu quả quá trình tạo trâu nhân bản, dù bộ nghiên cứu Công nghệ sinh sản của Phòng
vậy cho đến nay hiệu quả tạo trâu nhân bản Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ tế bào động
vẫn còn thấp. vật, Viện Chăn nuôi công bố về việc tạo thành
3. Nhân bản động vật tại Việt Nam công phôi bò nhân bản không có màng sáng
(zona pellucida) bằng SCNT (Nguyễn Khánh
Việc nghiên cứu nhân bản động vật tại Vân và cs., 2018). Tạo phôi động vật nhân bản
Việt Nam được thực hiện từ năm 1978 với sự không có màng sáng bằng SCNT hiện nay là
tiên phong của GS.TS. Nguyễn Mộng Hùng. một phương pháp tạo phôi động vật nhân bản
Ông là người đầu tiên tại Việt Nam công bố về đang được thay thế cho phương pháp tạo phôi
việc nhân bản thành công cá chạch (Nguyễn SCNT truyền thống (phôi nhân bản có màng
Mọng Hùng và Gasaryan, 1978). Năm 2002, sáng) bởi những ưu điểm như: đơn giản, dễ
PGS.TS. Hoàng Kim Giao (Nguyên Phó Viện thao tác, độ chính xác và hiệu quả cao, không
trưởng Viện Chăn nuôi) là người đầu tiên tại đòi hỏi các thiết bị đắt tiền.
Việt Nam công bố về việc nhân bản thành công Tháng 7/2017, Phòng Thí nghiệm trọng
bò sữa bằng kỹ thuật chia tách phôi, có 02 bê điểm Công nghệ tế bào động vật, Viện Chăn
sữa được ra đời bằng kỹ thuật chia tách phôi. nuôi được giao thực hiện đề tài nghiên cứu
Những nghiên cứu đầu tiên về kỹ thuật cấp Nhà nước: “Tạo lợn Ỉ nhân bản bằng kỹ
cấy chuyển nhân tế bào soma được thực hiện thuật cấy chuyển nhân tế bào soma”. Trong
vào năm 1998 tại Viện Công nghệ sinh học. quá trình thực hiện đề tài, các cán bộ nghiên
Nhóm nghiên cứu của Phòng Công nghệ sinh cứu của Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công
sản, viện Công nghệ sinh học của TS. Bùi nghệ tế bào động vật đã tiến hành xây dựng
Xuân Nguyên đã triển khai các nghiên cứu các quy trình tạo dòng tế bào cho, quy trình
về cấy chuyển nhân tế bào soma trên một số tạo dòng tế bào nhận, quy trình cấy chuyển
loài động vật như: bò (Bùi Xuân Nguyên và nhân tế bào cho và tạo phôi lợn nhân bản, quy
cs., 2000); khỉ (Bùi Xuân Nguyên 2005a); trình cấy chuyển phôi lợn nhân bản. Cùng
sao la (Bùi Xuân Nguyên và cs., 2005b); lợn với đó, Nguyễn Khánh Vân và cs. (2020a,
(Nguyễn Hữu Đức và cs., 2006). Nhưng cũng 2020b), Van và cs. (2021) đã công bố về việc
chỉ dừng lại ở giai đoạn tạo ra phôi nhân bản. tạo được phôi lợn Ỉ nhân bản không có màng
PGS.TS. Nguyễn Văn Thuận - Đại học Quốc sáng (Hình 3) và tối ưu hóa một số yếu tố liên
tế TP. Hồ Chí Minh đã và đang thực hiện đề quan đến quá trình tạo phôi và lợn Ỉ nhân bản.
75
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 73-78
Hình 3. Phôi nang lợn Ỉ nhân bản SCNT không có màng sáng
Ngày 10 tháng 3 năm 2021, 04 chú lợn Việt Nam được tạo ra từ kỹ thuật cấy chuyển
Ỉ con nhân bản được tạo ra từ kỹ thuật cấy nhân tế bào soma. Sự thành công này là một
chuyển nhân tế bào soma đã sinh ra khỏe bước tiến vượt bậc về Khoa học công nghệ
mạnh và phát triển tốt. Hiện nay các chú lợn Ỉ của Việt Nam trong lĩnh vực nhân bản động
nhân bản vẫn đang được nuôi dưỡng tại Trung vật, nâng cao vị thế của nền Khoa học Công
tâm nghiên cứu lợn Thụy Phương (Hình 4). nghệ Việt Nam trong khu vực và thế giới.
Đây là những động vật nhân bản đầu tiên của
Hình 4. Lợn Ỉ nhân bản được tạo ra bằng kỹ thuật cấy chuyển nhân tế bào soma
TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Khánh Vân, Quản Xuân Hữu, Vũ
Thị Thu Hương, Nguyễn Thị Hương,
*
Tiếng Việt
Nguyễn Thị Lệ Hương, Phạm Doãn Lân.
Nguyễn Khánh Vân, Nguyễn Thị Hương, Vũ (2018). Tạo phôi bò nhân bản không có
Thị Thu Hương, Nguyễn Thị Lệ Hương
zona pellucida. Tạp chí Khoa học và
và Quản Xuân Hữu. (2016). Phân lập,
Công nghệ Việt Nam. 60(2).
nuôi in vitro và bảo quản lạnh nguyên
bào sợi lợn. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nguyễn Khánh Vân, Quản Xuân Hữu, Vũ Thị
Chăn nuôi - Viện Chăn nuôi. 60: 88-94. Thu Hương, Phạm Doãn Lân. (2020).
76
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 73-78
Ảnh hưởng của 6-Dimethylaminopurine, four identical calves by the separation
Cytochalasin B, Cycloheximide đến khả of blastomeres from an in vitro derived
năng phát triển in vitro của phôi lợn Ỉ four-cell embryo. VetRec 137:15-6.
nhân bản không màng sáng. Tạp chí Lan G.C, Chang Z.L, Luo M.J, Jiang Y.L,
Công nghệ Sinh học. 18(3): 481-489. Han D, Wu Y.G, Han Z.B, Ma S.F and
Nguyễn Khánh Vân, Quản Xuân Hữu, Nguyễn Tan J.H. (2006). Production of cloned
Thị Hương, Vũ Thị Thu Hương, Hoàng goats by nuclear transfer of cumulus cells
Thị Âu, Phạm Thị Kim Yến, Phạm Doãn and long-term cultured fetal fibroblast
Lân. (2020). Ảnh hưởng của việc loại bỏ cells into abattoir-derived oocytes. Mol
zona pellucida đến hiệu quả tạo phôi lợn Reprod Dev. 73: 834-840.
Ỉ nhân bản. Tạp chí Khoa học và Công Nguyen, B. X., Chi, B. L., Duc, N. H., Ty, L.
nghệ Việt Nam. 62(9). V., Uoc, N. T. (2000). Cloning of Ha-an
* Tiếng Anh bovine embryos by nuclear transfer with
Allen W.R, Pashen R.L. (1984). Production adult somatic cells, J of Biology, 1, 10-15.
of monozygotic (identical) horse twins Nguyen B. X. (2005a). Somatic cell cloning
by embryo micromanipulation. J Reprod in monkey. Proceedings of the 2nd
Fertil. 71:607-13. Asian Reproductive Biotechnology
Baguisi A, Behboodi E, Melican D.T, Pollock Conference, Thailand, Nov. p: 1-8.
J.S, Destrempes M.M, Cammuso C, Nguyen B. X, Eggen A, Genini S, Schelling
Williams J.L, Nims S.D, Porter C.A, C, Bui L. C, Renard J. P and Stranzinger
Midura P, Palacios M.J, Ayres S.L, G. (2005b). Cytogenetics studies on
Denniston R.S, Hayes M.L, Ziomek C.A, Saola (Pseudoryx nghetinhensis, 2n = 50)
Meade H.M, Godke R.A, Gavin W.G, and embryos derived from interspecies
Overström E.W and Echelard Y. (1999). nuclear transfer. Proceedings of the 2nd
Production of goats by somatic cell nuclear Asian Reprod. Biotech. Conference,
transfer. Nat Biotechnol. 17: 456-461. Thailand, Bangkok, Nov. p:16.
Betthauser J, Forsberg E, Augenstein M, Nguyen Huu Duc, Nguyen Thi Uoc, Nguyen
Childs L, Eilertsen K, Enos J, Forsythe Viet Linh, Quan Xuan Huu and Bui
T, Golueke P, Jrgella G, Koppang R, Xuan Nguyen, (2006). Using Piezodrill
Lesmeister T, Mallon K, Mell G, Misica for in vitro production of cloned porcine
P, Pace M, Pfister M, Strelchenko embryo of Ban native minipig in Vietnam.
N, Voelker G, Watt S, Thompson S Proceeding of 3rd Asian Reproduc tive
and Bishop M. (2000). Production of Biotech Society. pp.129.
cloned pigs from in vitro systems. Nat Nguyen Mong Hung, K.G Gasaryan. (1978).
Biotechnol. 18:1055-1059. Transplantation of somatic cell nuclei
Chan A.W, Dominko T, Luetjens C.M, Neuber in the activated teleostean (Misgumus
E, Martinovich C, Hewitson L. (2000). fossilis L) eggs. The Soviet Journal of
Clonal propagation of primate offspring Development Biology. 9(1).
by embryo splitting. Science. 287:317-9. Onishi A, Iwamoto M, Akita T, Mikawa
Gil M.A, Cuello C, Parrilla I, Vazquez J.M, Roca S, Takeda K, Awata T, Hanada H and
J and Martinez E.A. (2010). Advances Perry A.C (2000). Pig cloning by
in swine in vitro embryo production microinjection of fetal fibroblast nuclei.
technologies. Reprod Dom Anim. 45: Science. 289: 1188-1190.
40-48. Parnpai R, Tasripoo K and Kamonpatana M.
Johnson W.H, Loskutoff N.M, Plante Y, (1999). Development of cloned swamp
Betteridge K.J. (1995). Production of buffalo embryos derived from fetal
77
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 73-78
fibroblasts: comparison in vitro cultured Thi Hoang, Hieu Trung Phan, Yen Kim
with or without buffalo and bovine Thi Pham, Lan Doan Pham. (2021).
epithelial cells. Buffalo J. 15: 371-384. Optimization of donor cell cycle
Parnpai R., Tasripoo K. and Kamonpatana synchrony, maturation media and embryo
M. (2000). Developmental potential of culture system for somatic cell nuclear
cloned bovine embryos derived from transfer in the critically endangered
quiescent and nonquiescent adult ear Vietnamese Ỉ pig. Theriogenology 166:
fi broblasts after different activation 21-28.
treatments. Theriogenology. 53: 239. Willadsen S.M. (1979). A method for culture
Reichelt B, Niemann H. (1994). Generation of of micromanipulated sheep embxyos and
identical twin piglets following bisection it’s use to produce monozygotic twins.
of embryos at the morula and blastocyst Nature 277: 463-468.
stage. J Reprod Fertil 100:163-72. Willadsen S.M. (1980). The viability of
Tsunoda Y, Uasui T, Sugie T. (1984). Production early cleavage stages containing half
of monozygotic twins following transfer the normal number of blastomeres in the
of separated half embryos in the goat. Jap sheep. J Reprod Fertil. 59:57-62.
J Zootech Sci. 55:643-7. Wilmut I., Schnieke A.E, McWhir J, Kind
Van Khanh Nguyen, Tamas Somfai, Daniel A.J and Campbell K.H. (1997). Viable
Salamone, Vu Thi Thu Huong, Huong offspring derived from fetal and adult
Le Thi Nguyen, Quan Xuan Huu, Au mammalian cells. Nature. 385: 810-813.
78
nguon tai.lieu . vn
