Bài 45. Ứng dụng công nghệ di truyền vào đời sống

Hướng dẫn giải

Một số thành tựu công nghệ di truyền đã và đang được ứng dụng:

- Tạo cây trồng biến đổi gene: giống ngô được chuyển gene kháng sâu, giống “lúa vàng” được chuyển gene tổng hợp b-carotene, giống đu đủ mang gene kháng virus gây bệnh, giống lúa được chuyển gene tổng hợp lactoferrin có trong sữa người,…

- Tạo vật nuôi chuyển gene: Cá chép được chuyển gene tổng hợp hormone sinh trưởng ở người giúp cá chép sinh trưởng nhanh và có khả năng kháng virus gây bệnh IHNV; bò được chuyển gene tổng hợp protein giúp bò tăng chất lượng sữa; dê được chuyển gene tạo ra tơ nhện để sản xuất sữa dê chứa protein tơ nhện dùng cho nhiều mục đích như tạo dây chằng, giác mạc mắt và sụn, gân nhân tạo, áo giáp quân sự;…

- Tạo ra các sinh vật biến đổi gene có khả năng xử lí ô nhiễm môi trường: Vi khuẩn biến đổi gene có thể phân huỷ các polyme nhựa hóa học; chuyển gene quy định khả năng phân hủy RDX (một loại thuốc nổ) có nguồn gốc từ một loài vi khuẩn vào loài cỏ switchgrass, cỏ chuyển gene hấp thụ thành công và phân hủy hoàn toàn RDX trong nơi trồng;…

- Sản xuất các chế phẩm sinh học dùng trong y tế: insulin, hormone tăng trưởng, follistim để điều trị vô sinh, albumin người, kháng thể đơn dòng, các yếu tố chống loạn nhịp, thuốc chống xuất huyết, chống đông, vaccine chống covid-19,…

- Ứng dụng công nghệ di truyền để phân tích DNA giúp xác định quan hệ họ hàng hoặc xác định được danh tính nạn nhân/ tội phạm.

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

- Ở địa phương của em có sử dụng giống cây trồng biến đổi gene.

- Một số giống cây trồng biến đổi gene như: giống ngô được chuyển gene kháng sâu; giống “lúa vàng” được chuyển gene tổng hợp b-carotene; giống đu đủ mang gene kháng virus gây bệnh đốm vòng; giống lúa được chuyển gene tổng hợp lactoferrin có trong sữa người; các giống đậu tương, ngô, bông kháng thuốc diệt cỏ;…

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

- Một số chế phẩm vi sinh vật thường được dùng để làm sạch môi trường: Microbelift IND, icrobelift SA, Microbelift N1, men vi sinh Hiếu khí Jumbo A, men vi sinh kị khí Jumbo G, BIOTECH-H01, Bionetix BCP10, Microbelift OC, Microbelift DGT, men vi sinh khử mùi, Biomix1,…

- Trong các chế phẩm trên có chế phẩm Microbelift là chế phẩm chứa chủng vi sinh Pseudomonas sp. biến đổi gene có khả năng tổng hợp được tập hợp khả năng phân hủy các hợp chất hydrocacbon từ một vài chủng Pseudomonas, đặc biệt là khả năng phân hủy dầu mỏ.

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

Việc sản xuất insulin từ vi khuẩn E.coli có nhiều ưu điểm hơn việc chiết insulin từ tuyến tụy của động vật vì việc sản xuất insulin từ vi khuẩn E.coli được tiến hành bằng cách chuyển gene mã hóa insulin của người vào vi khuẩn E.coli. Phương pháp này đem lại nhiều ưu điểm vượt trội:

- Sản xuất được lượng insulin lớn trong thời gian ngắn, từ đó giúp hạ giá thành sản phẩm: Vi khuẩn E.coli có ưu điểm là sinh sản rất nhanh giúp tăng số bản sao của gene mã hóa insulin một cách nhanh chóng và dễ dàng, từ đó giúp thu được số lượng lớn hormone insulin. Trong khi, nếu dùng động vật để chiết insulin thì cần một lượng tụy rất lớn mới có thể sản xuất được một lượng nhỏ insulin.

- Sản xuất được insulin có độ tinh sạch cao: Việc insulin được sản xuất trực tiếp từ tụy động vật thường có cấu trúc không hoàn toàn giống với insulin người, hoạt động chức năng trong cơ thể kém hơn so với insulin người , khả năng hấp thụ kém, có thể gây ra những phản ứng phụ. Trong khi đó, sản xuất insulin từ vi khuẩn E.coli sẽ tạo ra insulin có cấu trúc giống insulin của người hơn, làm giảm tối đa tính phức tạp và giá thành của các giai đoạn tinh sạch.

- Chi phí sản xuất thấp: Vi khuẩn E.coli có kích thước nhỏ, dễ nuôi cấy nên giảm được chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất hơn nhiều so với việc nuôi bò hoặc lợn để tách chiết insulin.

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

Vi sinh vật biến đổi gene dùng để phân hủy rác thải hữu cơ cần có những đặc tính như có khả năng phân hủy chất thải hiệu quả nhanh; có sức sống, chống chịu tốt; có khả năng chuyển hóa hóa học để trung hòa độc tố, cải tạo môi trường đất;…

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

Một số ứng dụng công nghệ di truyền trong an toàn sinh học như:

- Sử dụng kĩ thuật giải trình tự gene thế hệ mới giúp công bố nhanh trình tự gene của các virus gây bệnh nguy hiểm như SARS, COVID-19,... từ đó sản xuất nhanh vaccine để phòng bệnh.

- Sử dụng kĩ thuật tổng hợp đoạn mồi ứng dụng để phát hiện nhanh vi sinh vật gây bệnh trên vật nuôi, cây trồng và con người bằng kĩ thuật phân tử.

- Ứng dụng công nghệ kháng thể đơn dòng trong chuẩn đoán nhanh người mắc bệnh COVID-19.

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

Nhân bản vô tính ở người được coi là vi phạm đạo đức sinh học vì nó đặt ra những câu hỏi đầy thách thức về đạo đức, quyền lợi và tầm quan trọng của con người trong xã hội. Việc tạo ra một cá thể con người mà không có sự tham gia của hai phụ huynh tự nhiên đều đặn có thể dẫn đến việc coi thường giá trị cá nhân và quan hệ gia đình. Ngoài ra, việc thực hiện nhân bản vô tính có thể dẫn đến việc lạm dụng công nghệ trong y tế và thúc đẩy sự phân biệt đối xử giữa những người được tạo ra theo cách này và những người được sinh ra tự nhiên. Điều này gây ra những lo ngại đáng kể về công bằng và sự đa dạng trong xã hội.

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

- Nghiên cứu của Robert Edwards vào năm 1968 và 1978 về thụ tinh trong ống nghiệm không bị xem là vi phạm đạo đức sinh học vì Edwards và đồng nghiệp đã tiến hành nghiên cứu này với mục tiêu chính là giúp các cặp vợ chồng vô sinh có thể có con, điều này được xem là một ứng dụng y học có ích và mang lại lợi ích cho xã hội.

- Trong khi đó, nghiên cứu sử dụng CRISPR-Cas9 để chỉnh sửa gene của phôi thai với mục đích tạo ra bé gái sinh đôi có khả năng đề kháng với HIV là vi phạm đạo đức sinh học vì nghiên cứu này làm dấy lên lo ngại về sự rủi ro phát sinh trong quá trình thực hiện, có thể gây ra những đột biến không mong muốn, ảnh hưởng đến quyền lợi con người.

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

- Đạo đức sinh học là những quy tắc ứng xử phù hợp với đạo đức xã hội trong nghiên cứu và ứng dụng những thành tựu của sinh học vào thực tiễn, bao hàm sự đánh giá về lợi ích và rủi ro bởi các can thiệp của con người vào sự sống.

- Chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến vấn để đạo đức sinh học trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền vì: Bên cạnh những lợi ích đem lại, công nghệ di truyền cũng đã can thiệp vào hệ gene của sinh vật, làm thay đổi sự phát triển tự nhiên của sinh vật và phát sinh các vấn đề liên quan đến đạo đức sinh học. Do đó, nếu không đảm bảo các vấn đề về đạo đức sinh học trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền thì sẽ dẫn đến nhiều hệ lụy cho sự ổn định và phát triển của xã hội.

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

Trong số 8 loại vaccine trên, có 2 loại vaccine được sản xuất nhờ ứng dụng công nghệ mRNA là (4) Pfizer và (5) Moderna.  

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)