BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NC&PT CÔNG NGHỆ SINH HỌC
--------------

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ - CNSH
MSHP: CS326

Chủ Đề:
CÔNG NGHỆ SINH HỌC TẾ BÀO
Cán Bộ Hướng Dẫn:
PGS. TS Nguyễn Văn Thành

Nhóm Thực Hiện:
Huỳnh Quốc Anh
B1203273
Huỳnh Duy Phúc
B1203353
Lê Thị Thùy Linh
B1203324
Phan Văn Hà Lâm
B1203322
Đoàn Diễm Trinh
B1203401
Nguyễn Quang Đua
B1203198
Nguyễn Thị Ngọc Yến B1203418
Trịnh Thị Loan
B1203326
Ngô Minh Hoàng
B1203308

B. GIỚI THIỆU
I. SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
1. Khái niệm công nghệ sinh học

Công nghệ sinh học là sự sản xuất các sản phẩm trên quy mô công nghiệp, trong đó
nhân tố tham gia trực tiép và quyết định là các tế bào sống (vi sinh vật, thực vật, động
vật). Mỗi tế bào sống của cơ thể sinh vật hoạt động trong lĩnh vực sản xuất này được xem
như một lò phản ứng nhỏ.
Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ định nghĩa công nghệ sinh học là việc ứng dụng khía
cạnh sinh học của sinh vật, hệ thống hoặc các quá trình vào nhiều nghành công nghiệp
khác nhau để hiểu biết về khoa học sống và cải tiến giá trị của vật liệu và sinh vật như
dược,cây trồng và chăn nuôi.
Công nghệ sinh học là một lĩnh vực công nghệ cao dựa trên nền tảng khoa học về sự
sống, kết hợp với quy trình và thiết bị kỹ thuật nhằm tạo ra các công nghệ khai thác các
hoạt động sống của vi sinh vật, tế bào thực vật và động vât để sản xuất ở quy mô công
nghiệp các sản phẩm sinh học có chất lượng cao, phục vụ cho lợi ích, nhu cầu của con

-

người đồng thời phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường.
Công nghệ sinh học chia ra làm 3 cấp độ khác nhau:
Công nghệ sinh học truyền thống: chế biến các sản phẩm dân dã có từ lâu đời như tương,
chao, nước mắm,… theo phương pháp truyền thống, xử lí đất đai, phân bón để phục vụ
nông nghiệp…
3


Báo cáo chuyên đề - CNSH

-


Nổi bật nhất của quá trình phát triển công nghệ sinh học trong giai đoạn này là sự
hình thành nền công nghiệp sản xuất thuốc kháng sinh penicillin, khởi đầu gắn liền với
tên tuổi của Fleming, Florey và Chain (1940). Trong thời kỳ này đã xuất hiện một số cải
tiến về mặt kỹ thuật và thiết bị lên men vô trùng cho phép tăng đáng kể hiệu suất lên men.
Các thí nghiệm xử lý chất thải bằng bùn hoạt tính và công nghệ lên men yếm khí tạo
biogas chứa chủ yếu khí methane, CO và tạo nguồn phân bón hữu cơ có giá trị cũng đã
được tiến hành và hoàn thiện.
 Giai đoạn thứ ba
4


Báo cáo chuyên đề - CNSH

Trường Đại Học Cần Thơ

Bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ 20, song song với việc hoàn thiện các quy trình
công nghệ sinh học truyền thống đã có từ trước, một số hướng nghiên cứu và phát triển
công nghệ sinh học đã hình thành và phát triển mạnh mẽ nhờ một loạt những phát minh
quan trọng trong ngành sinh học nói chung và sinh học phân tử nói riêng. Đó là việc lần
đầu tiên xác định được cấu trúc của protein (insulin), xây dựng mô hình cấu trúc xoắn kép
của phân tử ADN (1953). Tiếp theo là việc tổng hợp thành công protein (1963-1965) và
đặc biệt là việc tổng hợp thành công gen và buộc nó thể hiện trong tế bào vi sinh vật
(1980). Chính những phát minh này đã tạo tiền đề cho sự phát triển nhanh chóng của các
nghiên cứu cơ bản và ứng dụng thực tế sau đó trong lĩnh vực công nghệ sinh học hiện đại.
 Giai đoạn tứ tư

Kể từ 1973, khi những thí nghiệm khởi đầu dẫn đến sự ra đời của kỹ thuật ADN tái
tổ hợp được thực hiện; sự xuất hiện insulin - sản phẩm đầu tiên của nó vào năm 1982, và
thí nghiệm chuyển gen vào cây trồng năm 1982 thành công thì đến nay công nghệ sinh

vi có thể đưa vào mọi nơi trong cơ thể để tiêu diệt virut và các tế bào ung thư, tạo ra hàng
trăm các dược phẩm mới từ vi sinh vật mang ADN tái tổ hợp (recombinant DNA), tạo ra
các protein truyền cảm (protein sensor)có thể tiếp nhận các tín hiệu của môi trường sống,
tạo ra các động cơ sinh học và tiến tới khả năng tạo ra các máy tính sinh học
(biocomputer) với tốc độ truyền đạt thông tin như bộ não. Riêng về công nghệ sinh học
nano, ước tính tới năm 2010 có thể đạt doanh thu khoảng 300 tỷ USD.
 Các giai đoạn phát triển của Công nghệ sinh học ở Việt Nam
 Giai đoạn khởi đầu

CNSH ở Việt Nam được khởi nguồn từ cái nôi đầu tiên là Viện Pasteur Sài gòn,
được thành lập vào năm 1891. Đây là viện nghiên cứu thứ hai trên thế giới sau viện
Pasteur ở Paris – Pháp. Năm 1891, Louis Pasteur đã quết định thành lập chi nhánh đầu
tiên của viện Pasteur ở ngoài nước Pháp. Ông đã giao trách nhiệm cho một trong những
học trò của mình là bác sỹ Albert Calmette làm giám đốc đầu tiên của phân viện này ở Sài
Gòn - Việt Nam.
Trong 3 năm ở Sài Gòn, Calmatte đã thực hiện được một khối lượng công việc rất
lớn. Từ sản xuất vaccin đậu mùa và chống dại trong điều kiện tại chỗ, đến nghiên cứu về
bệnh lý nhiệt đới, về men làm rượu nếp, về tẩy sạch nước uống cho thành phố... Một
trong những công trình của ông được cả thế giới hoan nghênh, đó là công trình làm huyết
thanh chống nọc rắn hổ mang. Ông cũng đã sáng chế ra vacxin phòng chống lao.
Vào năm 1983, Calmette ốm nặng phải rời bỏ Sài Gòn và người thay thế ông tiếp
quản Viện nghiên cứu Parteur Sài gòn là Alexandre Yersin, từ đó ông là giám đốc thứ 2
của Viện nghiên cứu này. Ông chính là người phát hiện ra vi khuẩn dịch hạch và là người
thành lập nên một loạt các viện Parteur ở Nha Trang (1894), Hà Nội (1925), Đà Lạt
(1936) và một loạt các viện Parteur khác ở Đông Dương. Các viện nghiên cứu này đều
6


Báo cáo chuyên đề - CNSH


sản xuất đủ lượng để đáp ứng nhu cầu phòng bệnh hàng năm ở nước ta, như: vacxin viêm
gan B, vacxin viêm não Nhật Bản, vacxin tả, vacxin dại và nhiều loại khác như thương

-

hàn, ho gà, uốn ván...
Công nghiệp rượu bia, bột ngọt: Công nghiệp bia rượu chủ yếu thừa hưởng lại từ thời
Pháp thuộc; năm 1996, các nhà máy bọt ngọt như Ajinomoto, Vedan... và các nhà máy
bia liên doanh được xây dựng ở nhiều tỉnh thành trên cả nước.
7


Báo cáo chuyên đề - CNSH

-

Trường Đại Học Cần Thơ

Từ những năm 1995, các kỹ thuật CNSH hiện đại đã được bắt đầu nghiên cứu tại các viện
và các trường Đại học. Cụ thể như: chẩn đoán phân tử, chuyển gen động và thực vật, vi

-

sinh vật tái tổ hợp, vacxin tái tổ hợp và lập bản đồ gen...
Cho đến nay, đã có nhiều giống cây, giống vật nuôi được các viện nghiên cứu, trường đại
học trong nước đã và đang tạo lập với những đặc tính đặc biệt, thiết thực đáp ứng nhu cầu
của các ngành kinh tế, kỹ thuật. Chẳng hạn, chuyển gen chịu hạn vào đậu tương để tạo
giống đậu tương chịu hạn, chuyển gen kháng sâu vào ngô để tạo giống ngô kháng sâu,
chuyển gen của virus H5N1 vào bèo tấm và dùng bèo tấm làm thức ăn cho gia cầm để tạo
kháng thể miễn dịch H5N1 ở gia cầm, các kỹ thuật nuôi cấy mô tạo giống chất lượng

tính sinh học. Hiện nay, các nghiên cứu nhằm tìm kiếm các chất kháng sinh mới tăng
mạnh do hiện tượng vi sinh vật kháng lại tác dụng của kháng sinh ngày càng nhiều hơn.
Phạm vi ứng dụng của kháng thể đơn dòng trong ngành y tế ngày càng tăng như
phân tích miễn dịch, định vị các khối u, phát hiện một số protein có liên quan đến sự hình
thành khối u, xác định sự có mặt của các loại vi khuẩn khác nhau, ... giúp cho các bác sĩ
xác định bệnh một cách nhanh chóng và chính xác.
Kháng thể đơn dòng là tập hợp các phân tử kháng thể đồng nhất về mặt cấu trúc và
tính chất. Kháng thể đơn dòng được tạo ra bằng cách cho lai tế bào lympho trong hệ miễn
dịch của động vật hoặc của người với tế bào ung thư. Một số thể lai có khả năng tạo ra
kháng thể đặc hiệu đối với kháng nguyên. Chọn các thể lai đó nhân lên và sản xuất kháng
thể đơn dòng. Các tế bào lai có khả năng tăng sinh vĩnh viễn trong môi trường nuôi cấy,
tính chất này nhận được từ tế bào ung thư.
Nhờ công nghệ sử dụng ADN tái tổ hợp mà người ta có thể sản xuất một số protein
có hoạt tính sinh học dùng để chữa bệnh như insulin chữa bệnh tiểu đường, interferon
chữa bệnh ung thư, các hormon tăng trưởng cho con người. Bản chất của công nghệ này
là làm thay đổi bộ máy di truyền của tế bào vi sinh vật bằng cách đưa gen mã hóa cho một
protein đặc hiệu và bắt nó hoạt động để tạo ra một lượng lớn loại protein mà con người
cần.
 Công nghệ sinh học trong chế biến thực phẩm

Công nghệ lên men là một lĩnh vực quan trọng trong sản xuất thực phẩm. Việc tuyển
chọn các chủng vi sinh vật có khả năng lên men tốt, đem lại hiệu quả cao là rất cần thiết.
Các nghiên cứu sử dụng công nghệ di truyền phục vụ cho công nghệ lên men chủ yếu đi
vào hai hướng chính là:
-

Phân tích di truyền các loại vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men, xác

định các gen mã hóa cho các tính trạng mong muốn nhằm tạo ra năng suất và chất lượng
sản phẩm lên men.

dụng chúng vào các công nghệ lên men hiện đại, trong sản xuất và chế biến các loại sản
phẩm sau:
-

Công nghiệp sản xuất sữa, Công nghệ sinh học trong chế biến tinh bột, Sản xuất

nước uống lên men, như: bia, rượu nho, rượu chưng cất...
-

Sản phẩm chứa protein, như: protein vi khuẩn đơn bào, protein từ tảo lam cố

định đạm cyanobacteria và vi tảo.
-

Sản xuất các chất tăng hương vị thực phẩm, như: axit citric, axit amino,

vitamin và màu thực phẩm, chất tăng vị ngọt thực phẩm, keo thực phẩm...
-

Chế biến rau quả.

 Công nghệ sinh học bảo vệ môi trường

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, loài người phải bắt đầu tìm cách giải
quyết vấn đề ô nhiễm môi trường bằng các biện pháp khác nhau. Trong đó, các biện pháp
công nghệ sinh học ngày càng tỏ ra ưu việt hơn so với các biện pháp khác. Nói chung,
hiện nay vấn đề bảo vệ môi trường được giải quyết theo ba hướng sau:
10



 Công nghệ sinh học năng lượng

Sử dụng các công nghệ sinh học trong việc cung cấp nguồn năng lượng:
-

Thay thế nguồn nguyên liệu cổ sinh bằng nguồn nguyên liệu tái sinh. Nguồn

nguyên liệu tái sinh như các phụ phế liệu nông lâm nghiệp tương đối rẻ được sử dụng
thay dầu mỏ và có lợi cho môi trường
-

Thay các quá trình không sinh học truyền thống bằng các hệ thống sinh học như

tế bào hay enzym thực hiện phản ứng hay chất xúc tác.
-

Thực vật có thể làm nhà máy sản xuất các hóa chất như axit lactic, lysine và

axit citric... và thực vật trong sản xuất plastic.
-

Tăng cường hiệu quả của quang hợp: Cây trồng có hiệu quả quang hợp khoảng

0,5-2%. Biện pháp chọn giống thực vật có hiệu quả quang hợp cao thực hiện theo các
hướng: kiểm soát các cây có tốc độ tăng trưởng nhanh, nghiên cứu các phương pháp thử
nhanh để phát hiện dòng có hiệu quả quang hợp cao. Trên cơ sở đó, điều khiển bộ gen
thực vật theo hướng tăng cường quang hợp.
-

Tăng năng suất cây trồng và cây rừng: Bằng các phương tiện chọn giống khác

bào và cơ quan.
2. Lịch sử phát triển
Việc sử dụng kính hiển vi để nghiên cứu các sinh vật, phát hiện ra tế bào và xây
dựng học thuyết tế bào vào những năm 1838-1839 đã khai sinh ra tế bào học (Cytology).
F. Engels đã đánh giá học thuyết tế bào là một trong ba học thuyết vĩ đại của thế kỉ XIX
(cùng với học thuyết tiến hóa của Darwin và thuyết bảo tồn năng lượng). Học thuyết tế
bào đã gây ảnh hưởng to lớn đối với các chuyên ngành sinh học và từ đó đã hình thành
các chuyên ngành mới như giải phẩu hiển vi, sinh lí tế bào, di truyền tế bào, bệnh học tế
bào…. Một dẫn chứng rõ ràng nhất là các quy luật cả Mendel được phát hiện vào năm
1865 nhwung chưa được công nhận vì chưa có cơ sở tế bào. Các cơ sở tế bào của quy luật
Mendel như cấu trúc nhiễm sắc thể của tế bào, hiện tượng phân bào nguyên nhiễm, phân
bào giảm nhiễm, thụ tinh cũng như các tập tính của nhiễm sắc thể thông qua phân bào và
thụ tinh chỉ được phát hiện sau thời Mendel từ năm 1870-1890. Vì vậy vào năm 1900,
quy luật Mendel được tái phát hiện bởi ba nhà nghiên cứu là De Vris, Corens, Tchermark
đã được công nhận rộng rãi vì đã có cơ sở tế bào học của nó.
Sang thế kỉ XX , tế bào học phát triển nhanh chóng không chỉ nhờ ứng dụng các
phương pháp hiện đại như li tâm siêu tốc, kính hiển vi điện tử, nuôi cấy tế bào…mà còn
nhờ sự tích hợp giữa tế bào học với Di truyền học, Sinh học phân tử, Sinh học phát triển,
Miễn dịch học.. để ra đời các chuyên ngành trung gian như Di truyền tế bào, Tế bào học
12


Báo cáo chuyên đề - CNSH

Trường Đại Học Cần Thơ

phân tử, Miễn dịch học tế bào…. Mà bản thân Tế bào học trước đây chỉ bó hẹp giữa
nghiên cứu cấu trúc của tế bào thì nay cũng được mở rộng nghiên cứu các lĩnh vực sinh
lý, di truyền, tiến hóa và đi sau vào cơ chế phân tử của tế bào, của các tế bào và được goi
là sinh học tế bào.

-

Gian kỳ (interphase): trong gian kỳ tế bào thực hiện chức năng trao đổi chất, hoạt động
khác nhau như tổng hợp RNA hoặc DNA, protein, enzyme,… và chuẩn bị cho tế bào phân
bào. Tùy theo đặc điểm chức năng, người ta chia gian kỳ thành ba giai đoạn liên tiếp
nhau: giai đoạn G1 (gap 1), giai đoạn S (synthesis), giai đoạn G2 (gap 2). Thời gian kéo
dài của gian kỳ tùy thuộc vào thời gian của ba giai đoạn G1 + S + G2, đặc biệt tùy thuộc
vào G1, vì ở các tế bào khác nhau thì thời gian G1 rất khác nhau, còn giai đoạn S và G2
tương đối ổn định.
• Pha G1: là pha sinh trưởng của tế bào, vào cuối pha có một thời điểm gọi là điểm kiểm
soát, nhân tố quyết định điểm kiểm soát là protein không bền vững có tác dụng kìm
13


Báo cáo chuyên đề - CNSH

Trường Đại Học Cần Thơ

hãm, nếu tế bào vượt qua điểm kiểm soát thì nó sẽ tiếp tục đi vào pha S. Trong pha này
không có sự tổng hợp DNA nên G1 còn được gọi là pha trước tái bản.
• Pha S: là gia đoạn mà DNA được tái bản, vào cuối pha G, tế bào tổng hợp một loại
protein đặc trưng là cylin A và nhanh chóng tích lũy trong nhân tế bào. Protein cylin A
cũng với protein kinase sẽ xúc tiến sự tái bản DNA và nhân đôi nhiễm sắc thể. Enzyme
cylin A tác động cho đến cuối pha S sẽ biến mất. Qua pha S hàm lượng DNA được tăng
gấp đôi.
• Pha G2: trong pha các RNA và protein được tổng hợp chuẩn bị cho phân bào. Cuối pha
G2 tổng hợp một loại protein là Culin B được tích lũy trong nhân cho đến tiến kỳ phân
bào. Cylin B hoạt hóa enzyme kinase và đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện
-


14


Báo cáo chuyên đề - CNSH

Trường Đại Học Cần Thơ

- Sự phân bào:
Sự phân chia ở một tế bào động vật bình thường bắt đầu bằng sự thành lập của một
rãnh phân cắt (cleavage furrow) chạy vòng quanh tế bào. Khi sự phân chia tế bào chất xảy
ra, vị trí của rãnh thường được xác định bằng sự định hướng của thoi phân bào, thường là
ở vùng mặt phẳng xích đạo của thoi. Rãnh này càng ngày càng ăn sâu vào trong cho đến
khi nó cắt ngang qua tế bào, tạo ra hai tế bào mới.
 Sự giảm phân ở động vật

Như chúng ta đã biết, sự nguyên phân giúp duy trì số lượng nhiễm sắc thể không
đổi trong các tế
giaocuối
tử (trứng và tinh trùng), số lượng
Kỳbào
saudinh dưỡng. Trong các tế bào Kỳ
nhiễm sắc thể chỉ bằng một nửa so với tế bào dinh dưỡng để khi thụ tinh (một trứng kết
hợp với một tinh trùng) tạo thành hợp tử, số lượng nhiễm sắc thể lưỡng bội được khôi
phục trở lại. Quá trình phân chia làm số lượng nhiễm sắc thể trong giao tử còn một nửa
gọi là sự giảm phân.
Quá trình giảm phân gồm hai lần phân chia, kết quả từ một tế bào lưỡng bội (2n)
tạo ra bốn tế bào đơn bội (n). Lần phân chia thứ nhất có sự giảm số lượng nhiễm sắc thể,
lần phân chia thứ hai có sự phân ly của các nhiễm sắc tử. Mỗi lần phân chia đều có 4 giai
đoạn: kỳ trước, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối. Giữa hai lần phân chia không có kỳ trung
gian. Trước khi tế bào giảm phân cũng có sự tổng hợp ADN và sự nhân đôi của các bào

vỡ, hai nhiễm sắc tử lai vẫn còn dính nhau tại các điểm gọi là điểm bắt chéo (chiasma)
trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng.

Hình. Sự trao đổi
Cuối kỳ trước I phần lớn các nhiễm sắc thể có hai nhiễm sắc tử lai (vì vật liệu di
chéo
truyền đã được trao đổi giữa hai nhiễm sắc tử của hai nhiễm sắc thể tương đồng). Các vi
ống xuất hiện, tỏa ra từ hai cực tế bào, một số vi ống đính vào tâm động.
-

Kỳ giữa I
Các cặp nhiễm sắc thể tương đồng hoạt động như một đơn vị thống nhất, di chuyển
và tập trung về mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.

-

Kỳ sau I
Tâm động của hai nhiễm sắc thể không phân chia, do đó chỉ có sự tách và phân ly về
hai cực tế bào của hai nhiễm sắc thể. Vì mỗi nhiễm sắc thể có một tâm động gắn với các
16


Báo cáo chuyên đề - CNSH

Trường Đại Học Cần Thơ

vi ống của một cực nên hai nhiễm sắc thể của mỗi cặp tương đồng sẽ được kéo về hai cực
đối diện.
-


17


Báo cáo chuyên đề - CNSH

Trường Đại Học Cần Thơ

phân bào thứ I tạo ra một tế bào tương đối lớn và một tế bào rất nhỏ gọi là thể cực (polar
body) thứ nhất. Trong lần phân bào thứ II, tế bào lớn lại cho ra một thể cực nhỏ thứ hai và
một tế bào lớn. Tế bào lớn sau đó chuyên hóa thành tế bào trứng (ovum). Thể cực thứ
nhất có thể tiếp tục phân chia lần thứ II hoặc không phân chia. Các thể cực này không có
chức năng. Như vậy khi một tế bào lưỡng bội trong buồng trứng hoàn tất giảm phân, chỉ
có một tế bào trứng được tạo ra.

II.

CÔNG NGHỆ TẾ BÀO GỐC
Sự sống của một động vật đa bào được bắt đầu bằng tế bào gốc, vậy tế bào gốc có

thể được coi là mầm sống của một cơ thể. Tế bào phân chia tạo ra nhiều thế hệ con cháu,
trong cơ thể, mỗi con cháu sẽ thực hiện một chức năng sinh lý khác nhau trong hoạt động
sống của mình, kể cả việc duy trì nòi giống. Tính chất mà một hay nhiều tế bào ban đầu
phân chia, tạo ra các tế bào cuối cùng có chức năng sinh lý gọi là tiềm năng hay khả năng
(potential). Tế bào càng có tiềm năng cao thì chúng càng có thể tạo ra nhiều kiểu tế bào
khác nhau. Những tế bào có tiềm năng thấp hơn chỉ có thể tạo ra một vài kiểu tế bào chức
năng nhất định. Với những tế bào không tiềm năng, chúng không phân chia, không tạo ra
bất kỳ tế bào nào khác, tuy nhiên, các tế bào này vẫn có chức năng hoạt động sống
chuyên biệt trong mô, ví dụ tế bào hồng cầu vận chuyển khí oxy, cacbonic; tế bào thần
kinh (neurone) đảm trách sự dẫn truyền xung điện, và tế bào cơ có chức năng co giãn,…
18

bệnh ung thư như ung thư máu…mặc dù cơ thể chúng ta không thể tái tạo cả một cẳng
chân hay ngón tay bị mất, nhưng tế bào máu, tế bào da hay các tế bào khác vẫn thường
xuyên được tái sinh trong cơ thể chúng ta.
Những tế bào “toàn năng” giúp chúng ta tái tạo mô, lần đầu tiên được phát hiện
trong quá trình tiến hành thí nghiệm với tủy xương, vào những năm 1950 đã dẫn đến phát
hiện về sự tồn tại của tế bào gốc trong cơ thể; từ đó phát triển kỹ thuật cấy ghép tủy
19


Báo cáo chuyên đề - CNSH

Trường Đại Học Cần Thơ

xương hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong y học. Khám phá về tế bào gốc đã thắp
sáng hy vọng về tiềm năng y học của kỹ thuật tái sinh. Lần đầu tiên trong lịch sử, các bác
sĩ có thể tái tạo mô bị hủy hoại nhờ một nguồn cung cấp mới mẻ những tế bào khỏe mạnh
bằng cách áp dụng khả năng độc nhất vô nhị của tế bào gốc nhằm tạo ra nhiều loại tế bào
khác biệt trong cơ thể.
Vậy cụ thể các tế bào gốc có đặc điểm gì và có những triển vọng gì khi nghiên cứu
và ứng dụng nó trong y học, chúng ta sẽ tìm hiểu ở phần tiếp theo.
1. Định nghĩa tế bào gốc

1.1.

Khái niệm

Tế bào gốc hay còn gọi là tế bào nguồn (cell
source) là những tế bào sơ khai chưa biệt hóa, có thể
tự tái tạo và phân chia nhiều lần.
Trong những điều kiện thích hợp chúng có khả


Nguồn: />
1981, Gail Martin và Martin Evans lần đầu tiên tách được Tế bào gốc từ phôi chuột.
Dr. Ian Wilmut
NguồnP />Ariff Bongso
Nguồn: />
Năm 1994, Ariff Bongso, Nhà khoa học người Sri Lanka, là người đầu tiên trên thế
giới tách thành công tế bào gốc từ phôi người. Sau đó, rất nhiều Nhà khoa học nổi tiếng
khác tiếp tục nghiên cứu và đã có nhiều thành tựu quan trọng trong việc sử dụng tế bào
gốc nhằm điều trị, chăm sóc sức khỏe con người. Cần nói thêm trong lịch sử nghiên cứu
tế bào gốc, việc tách tế bào gốc từ gốc phôi hoặc nhũ nhi (thai) có thời gian từng bị lên án
dữ dội từ dư luận xã hội và tín ngưỡng tôn giáo phương Tây, về việc vi phạm vấn đề y
đức. Tế bào gốc trưởng thành cũng ít được quan tâm bởi khả năng cho tế bào ít, già và
khó biệt hóa...
1997, nhóm Ian Wilmut công bố nhân bản thành công động vật có vú đầu tiên =>
cừu Dolly
1998, Jame. Thomson, Madison và John Gearhart (Mỹ) nuôi cấy thành công tế bào
gốc người.
2001, các nhà khoa học tại Advanced Cell Technology đã nhân bản phôi người thành
công đầu tiên (giai đoạn 4-6 tế bào).
Đến năm 2004, tại trường ĐH Quốc gia Singapore, P. Giáo sư - Tiến sĩ - Bác sĩ Phan Toàn
Thắng là người đầu tiên trên thế giới tách được tế bào gốc từ màng cuống dây PGS.TS Phan
Toàn Thắng
Nguồn: />
rốn, một phát minh đã tạo nên sự quan tâm đặc biệt của giới khoa học thế giới. Đây
là tiền đề quan trọng để có thể chữa lành các vết thương do bỏng, loét do phóng xạ và đặc
biệt là ứng dụng trong lĩnh vực chăm sóc sắc đẹp.
2005, Các nhà nghiên cứu ở Đại học Kingston (Anh) đã tuyên bố phát hiện một loại
Tế bào gốc giống Tế bào gốc phôi được thu nhận trong máu cuống rốn.
Mario R. Capecchi (người Mỹ gốc Italia), Martin J. Evans (Anh), Oliver Smithies (Mỹ) (ảnh - từ trái

nhiều loại tế bào khác nhau của các bộ phận trong cơ thể. Và nếu thực hiện được điều đó
thì tế bào gốc có thể được áp dụng trong trị bệnh, để thay thế cho tế bào đã bị hư hao vì
bệnh tật cũng như ngăn ngừa sự hóa già.
Khi chúng ta bị thương hoặc bị bệnh, tế bào trong cơ thể cuả chúng ta cũng sẽ bị
thương hoặc chết. Khi như vậy, tế bào gốc bắt đầu hoạt động. Công việc của tế bào gốc

22


Báo cáo chuyên đề - CNSH

Trường Đại Học Cần Thơ

gồm sửa chữa những tế bào bị thương và thay tế bào mới vào chỗ những tế bào chết. Đây
là cách mà tế bào gốc giữ cơ thể khỏe mạnh và chống thoái hoá không bình thường.
Hai vấn đề cốt lõi về tế bào gốc mà các nhà khoa học đang muốn nghiên cứu sâu là
“tại sao tế bào gốc lại là tế bào không chuyên dụng có thể tự tái tạo trong nhiều năm và
nhận biết các tác nhân khiến tế bào gốc biến đổi thành tế bào chuyên dụng”.
1.2.2.
1.2.2.1.

Đặc điểm của tế bào gốc

Tế bào gốc là tế bào không chuyên dụng

Một đặc điểm cơ bản của tế bào gốc là nó không chứa một cấu trúc mô đặc biệt nào
nên nó cũng không thực hiện một chức năng chuyên dụng nào. Một tế bào gốc không thể
phối hợp với các tế bào gần đó để lưu thông máu trong cơ thể (như tế bào cơ tim), nó
không thể mang các phân tử oxy trong dòng máu (như hồng huyết cầu), nó không thể đốt
cháy điện hóa học giúp cơ thể có thể di chuyển, nói năng (như tế bào thần kinh). Tuy

2. Phân loại và chức năng của tế bào gốc
Sự sống bắt đầu từ tế bào gốc (stem cell) vậy tế bào gốc là mầm mống của một cơ
thể. Tế bào phân chia tạo ra nhiều thế hệ con cháu, mỗi con cháu sẽ thực hiện một chức
năng khác nhau trong hoạt động sống kể cả duy trì nòi giống.

II.1. Phân loại tế bào gốc
Với các tác giả khác nhau, có thể có những cách phân loại khác nhau. Vào thời điểm
năm 2005 trở về trước, người ta thường chia tế bào gốc thành hai dạng cơ bản: tế bào gốc
phôi (phân lập từ phôi) và tế bào gốc trưởng thành (gồm các tế bào gốc của cơ thể trưởng
thành và của nhũ nhi). Nhưng trong những năm 2005 - 2007, nhiều tác giả đã chính thức
thừa nhận loại tế bào gốc nhũ nhi là một nhóm riêng biệt. Mặc dù không phải là tế bào
gốc phôi, nhưng rõ ràng về giải phẫu học, các tế bào gốc nhũ nhi không được khai thác
trong một cơ thể trưởng thành. Hơn nữa, tiềm năng “gốc” của chúng cũng lớn hơn các tế
bào gốc trưởng thành, chưa kể các kỹ thuật thu nhận, thao tác chúng cũng có điểm khác
biệt. Một số tác giả khác lại chia tế bào gốc thành bốn loại, bao gồm: tế bào gốc phôi, tế
bào gốc thai, tế bào gốc cuống rốn và tế bào gốc trưởng thành.
Nguồn: />
Ngày nay, tế bào gốc được chia thành các loại khác nhau dựa theo các điều kiện
sau:
Hình: Phân loại tế bào gốc

24


Báo cáo chuyên đề - CNSH

Trường Đại Học Cần Thơ

 Phân loại theo tiềm năng biệt hóa:



Tế bào gốc đơn năng (unipotential progenitor cells): hay còn gọi là tế bào định hướng đơn
dòng hay tế bào đầu dòng (progenitor cells) là những tế bào gốc chỉ có khả năng biệt hóa
theo một dòng. Trong điều kiện bình thường, các tế bào gốc trưởng thành trong nhiều tổ
chức đã biệt hóa có tính đơn năng và có thể biệt hóa thành chỉ một dòng tế bào. Khả năng
biệt hóa theo dòng này cho phép duy trì trạng thái sẵn sang tự tái tạo mô, thay thế các tế
bào mô chết vì già cỗi bằng các tế bào mô mới.
25