›
›

Giáo trình Công nghệ sinh học ứng dụng trong chăn nuôi và thú y - Dương Thanh Liêm

pdf 109 trang huongle 9953
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Công nghệ sinh học ứng dụng trong chăn nuôi và thú y - Dương Thanh Liêm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_cong_nghe_sinh_hoc_ung_dung_trong_chan_nuoi_va_th.pdf

Nội dung text: Giáo trình Công nghệ sinh học ứng dụng trong chăn nuôi và thú y - Dương Thanh Liêm

  1. CÔNG NGHỆ SINH HỌC ỨNG DỤNG TRONG CHĂN NUÔI VÀ THÚ Y PGS. TS. Dƣơng Thanh Liêm Bộ môn Dinh dƣỡng Khoa Chăn nuôi – Thú Y Trƣờng Đại học Nông Lâm
  2. Công nghệ sinh học trong chăn nuôi động vật 1. Công nghệ sinh học trong sinh sản vật nuôi. 2. Công nghệ sinh học trong kỹ thuật di truyền. 3. Công nghệ sinh học trong sản xuất thức ăn chăn nuôi và thực phẩm.
  3. Công nghệ sinh học trong sinh sản động vật
  4. Bioscope II MultiMode Atomic Force Microscope scanning probe microscope Kính hiển vi quan sát có độ phóng đại lớn có khả năng quan sát và chụp cắt lớp cấu trúc tế bào
  5. Kính hiển vi thao tác có thể hút lấy nhân và cấy chuyển nhân tế bào
  6. Công nghệ sinh học ứng dụng trong sinh sản vô tính vật nuôi để sản xuất sinh phẩm dƣợc và thực phẩm chức năng
  7. Hai trƣờng hợp nhân dòng thành công trên thế giới - Sinh sản vô tính cừu Dolly - Sinh sản vô tính chuột Cumulina. - Sinh sản vô tính động vật chuyển gen Ngƣời ta hy vọng với kỹ thuật này, có thể tạo ra nhiều con giống sản xuất dƣợc phẩm trong thời gian ngắn, hoặc tạo tế bào gốc để cung cấp các cơ quan bộ phận cho cơ thể ngƣời.
  8. Cừu Dolly ra đời bằng phƣơng pháp sinh sản vô tính
  9. Chuột Cumulina ra đời bằng phƣơng pháp sinh sản vô tính
  10. Mục tiêu của nghiên cứu chuyển gen, sinh sản vô tính là để tạo những động vật có nhiều ƣu thế 1. Tạo ra giống động vật có khả năng kháng bệnh tốt:  Bệnh bò điên: Trƣớc hết cần tạo ra giống động vật có khả năng chống lại bệnh bò điên BSE (bovine spongiform encephalopathy).  Tạo ra giống chuột chuyển gen nhận biết nhanh PrP  Phát hiện sớm những triệu chứng bệnh lý não  Chọn, nhân giống đơn dòng kháng lại prion (PrPR).  Bệnh viêm vú:  Thú sản xuất protein sữa có chứa lysostaphin, một loại protein enzyme có khả năng chống lại staphylococcus, vi khuẩn gây viêm mủ trong vú. Đây là hƣớng nghiên cứu rất khả thi.  Nhân vô tính giống tự chữa bệnh (Therapeutic breeds). Những giống này có khả năng sản xuất protein kháng sinh chống khuẩn. Ý tƣởng từ nghiên cứu khả năng tự đề kháng của trùn đất?
  11. Xây dựng giống ở trang trại có chất lượng tốt • Tạo ra giống heo thải ít phosphate ra môi trường. • Tạo giống heo cho thịt có chất lượng tốt trong bữa ăn. • Tạo thành phần dinh dưỡng sữa và thịt tốt cho sức khỏe.
  12. Giống dê sữa chuyển gen Có khả năng kháng khuẩn Thay đổi những thuộc tính chế biến: - Giảm thời gian làm kết vón - Tăng sức kết vón đóng cục Sữa có hoạt chất chống khuẩn gây bệnh và vi khuẩn làm cho sữa mau hƣ hỏng. 30 25 30 Chất béo sữa thay 20 25 15 đổi có lợi cho sức 20 10 khỏe con người: 15 SFA 5 Giảm thấp acid béo no, 10 MFA Làm tăng acid CLA, linoleic 0 5 PUFA biến đổi do vi khuẩn dạ cỏ, -5 0 chống viêm, chống ung thƣ. -10 -5 #34 #37 #53 -10 #34 #37 #53
  13. Trang trại nuôi giống động vật công nghệ sinh học dƣợc phẩm Loại Protein dƣợc phẩm Chức năng chữa bệnh Loài thú -1 - antitrypsin Có chức năng chống viêm Dê, Cừu Anti-thrombin III Chống sự nhiểm trùng và xơ cứng Dê nghẽn mạch, cục máu đông. C1 inhibitor Chữa phù huyết quản do di truyền Thỏ Collagen Chữa bỏng, gẫy xƣơng, incon Bò Factor IX & VIII Bệnh ƣa chảy máu Cá rô phi Cừu, heo Fibrinogen chữa “fibrin glue,” bỏng, phẩu thuật, Heo, cừu trong hóa trị liệu, trong dƣợc phẩm Human fertility hormones Triệt sản, vaccin ngừa thai Dê, bò Human hemoglobin Thay thế máu ngƣời, truyền máu Heo Human serum albumin Chữa bỏng, shock, chấn thƣơng, Dê, bò phẩu thuật Lactoferrin Trị vi khuẩn gây bệnh đƣờng ruột Bò LAtPA Tissue Plasminogen Activator (t-PA) Chữa loét do ứ máu tỉnh mạch Dê Monoclonal antibodies (Mab) Chống ung thƣ kết tràng Dê anti-TNF IgG1 (monoclonal) Chống lại cơ đau tim Dê Tissue plasminogen activator Đột quị, deep vein Dê thrombosis, pulmonary embolism Table modified from GEN Co.
  14. Những nghiên cứu động vật chuyển gen có nhiều tìm năng Đƣợdc ứng dụng vào sản xuất Loại sản phẩm chuyển gen Nơ sản xuất Thị trƣờng. Giai đoạn TN h- Collagen Cattle Pharming $500 M (+) Sáng chế h- Fibrinogen Cattle Pharming $600 M (+) Chƣa đăng ký h- Esterase Inhibitor / Cattle Rabbits Pharming $150 M Chƣa đăng ký h- Factor VIII Pigs ProGenics* $300 M (+) Chƣa đăng ký h- Alph- glucosidase Rabbits/ Cattle Pharming $300 M (+) Phase II (Eur) h- AT- III Goats GTC ? Phase II (US) h- SA Cattle GTC $1B Chƣa đăng ký h- SA Cattle Argentina Chƣa đăng ký Spider Silk Goats Nexia Huge Device h- AAT Goats PPL/ Bayer ? Phase II h- Factor IX Sheep PPL ? Chƣa đăng ký h- Lactoferrin Cattle Pharming ? Chƣa chắc chắn Animals made using nuclear transfer.
  15. Table modified from GEN Động vật chuyển gen và sản lƣợng Protein sinh phẩm của nó Ƣớc tính sản lƣợng protein sinh phẩm trong sữa và qui mô đàn thú chuyển gen trên Thế giới Loại Protein sinh phẩm Ƣớc tính hàng năm cần, kg Ƣớc tính qui mô thú Loài thú Protein C 100 33 Bò 1,100 Heo tPA 75 600 Dê Cừu α 1-anti-trypsin 5,000 33,000 Cừu 42,000 Dê Factor IX 2 13 Cừu 22 Heo Human serum albumin 1,000 300 Bò 8,300 Dê The number of lactating animals may be calculated as: (expression in g/L) x (annual milk production in L) x (purification efficiency)
  16. Cơ chế phá hủy huyết khối trong cơ thể bởi sinh phẩm t-PA (Tissue Plasminogen Activator) • t-PA là một enzyme, nó có thể phá tan huyết khối đông làm tắt nghẽn mạch máu Tổ chức Blood Phá tan huyết khối Thƣơng tổn t-PA Clot Bẻ gãy Sợi Fibrin t-PA Plasminogen Plasmin Sự hoạt hóa Urokinase Streptokinase From the Kidneys From Bacteria
  17. Tạo ra con dê nhận gen tái tổ hợp 1: Vector cấu trúc (Construction) LAtPA cDNA Murine Way Acid Protein SV40 Poly A Signal Promoter • Murine Way Acid Protein Promoter, tín hiệu biểu lộ gen trong những tế bào thuộc động vật có vú. • Qui tắc sắp xếp LAtPA cDNA cho điểm biến đổi từ tPA (asn glu ở AA 117) được glycosylated với longer acting (LA) tPA • SV40 là virus được cung cấp poly A (đoạn cuối gen), tín hiệu tế bào mRNA để kết thúc. Promoter Poly A sequence Gene sequence
  18. Tạo ra con dê tái tổ hợp 2: Vector lồng ghép (Insertion) Micro-injector Hợp tử Zygote Nucleus Vector Suction Suctio n Pipit
  19. Tạo ra con dê tái tổ hợp 2: Vector lồng ghép (Insertion) Zygote Vector Nucleus
  20. Tạo ra con dê tái tổ hợp 2: Vector lồng ghép (Insertion) Zygote Nhiều phiên bản của vector bị bẻ gãy Một số vào được Nucleus trong nhân
  21. Tạo ra con dê tái tổ hợp 2: Vector lồng ghép (Insertion) Nucleus Vector Chromosome
  22. Tạo ra con dê tái tổ hợp 2: Vector lồng ghép (Insertion) Vector – lồng ghép vào được chromosome
  23. Sinh sản vô tính tạo ra con dê tái tổ hợp 3: Dê con lớn lên cho sữa có chứa tPA Hợp tử tái tổ hợp hoặc phôi tPA tinh chế Thu hoạch sữa
  24. Nhân vô tính bò chuyển gen có khả năng sản xuất protein chống bệnh viêm vú Transgenic Cow Clone for Mastitis Disease Resistance By Jan Suszkiw January 10, 2001 BELTSVILLE, Md., Jan. 10 U.S. Department of Agriculture and University of Vermont (UV) Các nhà khoa học trường Đại học Vermont đã sản xuất dòng thuần vô tính bò Jersey để cung cấp gen chống bệnh Tế bào tuyến vú bò Jersey này có khả viêm vú cho ngành Công năng sản xuất Lysostaphin, là một loại nghệ sinh học tạo giống bò sữa có khả năng chống lại protein endopeptidase đặc hiệu là hư bệnh viêm vú do vi khuẩn. màng tế bào của vi khuẩn gây viêm vú
  25. Những con bò chuyển gen này được nhân giống vô tính, nó có khả năng tổng hợp ra một loại men có tác dụng phá hủy màng tế bào vi khuẩn gây viêm vú. Do vậy bò ít bệnh nên ít dùng kháng sinh để điều trị viêm vú, từ đó ít tạo ra dòng vi khuẩn kháng thuốc.
  26. Bò Holstein biến đổi gen có khả năng sản xuất protein lysostaphin kháng tụ cầu khuẩn Staphylococcus aureus gây bệnh viêm vú bò
  27. Những con bò sữa sản xuất sữa giàu lysostaphin có giá trị như một loại thực phẩm chức năng.
  28. Công nghệ chuyển gen tạo ra giống gia súc có khả năng sản xuất protein có tác dụng chữa bệnh và phòng chống bệnh tật
  29. Tạo ra giống động vật sản xuất thuốc “Trang trại dược phẩm sinh học phân tử” Tạo ra phôi từ thụ tinh trong ống nghiệm. Đưa gen DNA có khả năng tổng hợp ra dược phẩm vào phôi đã thụ tinh. Cấy phôi đã chuyển Gen vào cừu cái cho mang thai phôi đã được chuyển gen Cừu con chuyển gen sản xuất thuốc trị ssouri.edu/xplor/regp bệnh trong sữa ubs/ncr552.htm
  30. Những Protein có tác dụng chữa bệnh trong sữa đƣợc sản xuất ra bởi thú cho sữa chuyển gen. Tên Protein Động vật Ứng dụng trong điều trị bệnh Antithrombin Làm giảm số lượng máu cần thiết trong một số trường Dê III hợp phẩu thuật Factor VIII, Dê, Heo, Chữa bệnh ưa chảy máu (hemophilia) Factor IX Cừu CFTR (cystic fibrosis transmembrane Cừu Chữa bệnh xơ u nang (cystic fibrosis) conductance regulator Lactoferrin Bò Kháng sinh tự nhiên được sử dụng trong phẩu thuật tim Alpha-1- Cừu Chữa bệnh xơ u nang và khí thủng. antitrypsin Lysostaphin Bò Hợp chất kháng khuẩn để phòng bệnh viêm vú bò. Spider silk Dê Sản xuất chỉ Y khoa siêu nhỏ, siêu chắc, siêu mạnh protein
  31. Sản xuất sữa bò giàu lactoferrin có giá trị phòng chống bệnh tật. Lactoferrin tái tổ hợp của người (rhLF), một loại phức glucoprotein-Fe. Protein lactoferin tái tổ hợp ở người (rhLF) có trong sữa bò chuyển gen giống vớì lactoferrin tự nhiên của người (hLF tự nhiên), đều có vị trí gắn Fe và phóng thích Fe giống nhau. Lactoferrin có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng nội độc tố, và kháng họat động của các virus. Lactoferrin tương tác với tế bào chủ, điều biến tiến trình viêm tấy, và tự bảo vệ của tế bào chủ. Lactoferrin trong sữa có vai trò hấp thu Fe, có thể coi đây là một loại sữa dược phẩm chức năng.
  32. Sản xuất trứng gà chữa bệnh ung thƣ Một nhóm các nhà khoa học Anh đã phát triển thành công loại gà Chuyên trứng biến đổi gen có khả năng đẻ ra những quả trứng chứa các loại protein chống ung thƣ. Trung tâm sáng tạo ra cừu Dolly bằng sinh sản vô tính năm 1997, đã lai tạo thành công khoảng 500 con gà biến đổi gen có khả năng đẻ trứng chống ung thƣ. Loại protein chữa bệnh nằm trong lòng trắng trứng, có thể chiết xuất để sản xuất thuốc chữa ung thƣ có hiệu quả và tốn ít chi phí.
  33. 68-nucleotide miRNA precursor, từ đây sản xuất ra 2 miRNA, với 2 miRNA này sẽ tổng hợp ra 2 loại protein: smiR189 và miR24. Trong này có protein miR24 tấn công tế bào ung thƣ Loại trứng gà này có chứa protein miR24 (một loại kháng thể cho phép chữa trị bệnh ung thƣ da) có khả năng ngăn chặn sự tăng sinh của virus trong tế bào. Các nhà nghiên cứu vẫn còn phải mất khoảng 10 năm nữa để cung ứng đại trà cho thị trƣờng một loại protein chống ung thƣ giá rẻ.
  34. Trứng gà biến đổi gen có khả năng chữa bệnh ung thƣ
  35. Chuyển gen tổng hợp protein của loài nhện vào trong gen tổng hợp sữa của loài dê núi, để nó sản xuất ra một loại protein sữa đặc biệt có thể kéo ra sợi tơ làm chỉ khâu Y khoa, tan đƣợc trong cơ thể.
  36. Dê sữa Biosteel của Công ty Nexia Biotechnologies In C. Québec, Canada.
  37. Giống dê cho Chuyển đoạn gen Sữa kéo sợi nhện núi vào dê Sản phẩm chủ yếu của Công ty Nexia của Canada là dƣợc phẩm và chất liệu sinh học. Protein tái tổ hợp trong sữa dê BELE có đặc tính giống nhƣ sợi tơ của nhện núi. Vì sợi nhỏ, chắc nhƣ thép nên ngƣời ta còn gọi sản phẩm đó là BioSteel, Với phƣơng pháp này Công ty Nexia đã sản xuất trên 80 loại sinh phẩm dƣợc.
  38. Dê BELE sử dụng trong nghiên cứu chuyển gen của Công ty Nexiabiotech. Sản xuất sữa Sản xuất sữa Mang thai Gieo tinh Dê BELE có đặc điểm là thành thục rất sớm, do đó rất thuận tiện trong công tác nghiên cứu di truyền.
  39. Thành phần Amino Acids trong sữa dê chuyển gen 1. Aspartate 1. Glycine 2. Glutamate 2. Alanine 3. Asparagine 3. Valine 4. Glutamine 4. Leucine 5. Cysteine 5. Isoleucine 6. Serine 6. Methionine 7. Threonine 7. Lysine 8. Phenylalanine 8. Arginine 9. Tyrosine 9. Histidine 10.Proline 10.Tryptophan Không khác gì khi so sánh với protein truyền thống
  40. Sữa dê chuyển gen của nhện núi đƣợc sử dụng để làm chỉ khâu tan, siêu chắc dùng trong Y khoa
  41. Chỉ khâu Y khoa rất chắt, có thể câu cá lớn đƣợc
  42. Thử nghiệm chỉ khâu Y khoa trong phòng TN
  43. Kết quả những thử nghiệm chỉ khâu Y khoa làm từ sữa dê nhận gen nhện núi
  44. Nhóm các nhà khoa học thảo luận các ý tƣởng ứng dụng công nghệ mới này
  45. Công nghệ sinh học ứng dụng trong sự sinh sản Thụ tinh nhân tạo trong ống nghiệm Chuyển cấy phôi, nhân giống quí Chuyển cấy phôi điều trị hiếm muộn computer work/Variation/Selecting the best IV.ppt
  46. Thiết bị kính hiển vi thao tác sử dụng trong công nghệ sinh học – Micromanipulation Kính hiển vi thao tác lấy nhân và bơm nhân tế bào Spring 2005/08 Reproductive Sciences.ppt
  47. Thao tác vi tiêm dƣới kính hiển vi thao tác có độ phóng đại lớn để chuyển nhân tế bào
  48. Chuyển nhân tế bào Nucleus Transfer – Khoét lấy nhân tế bào (removing the nucleus)
  49. Chuyển nhân tế bào Nucleus Transfer – Bơm nhân vào trong tế bào
  50. Đƣa tinh trùng vào bên trong tế bào trứng Sperm Injection • Tiêm tinh trùng vào trong tế bào chất của trứng, nuôi trứng trong ống nghiệm thành phôi và cấy vào tử cung – • Kỹ thuật này áp dụng cho sinh sản thú quí hiếm, đàn ông vô sinh không có khả năng thụ tinh Sellers/Bio 20 PP-Frontiers in Biology Fall 2005/Weathers_Amanda.ppt
  51. Thụ tinh bằng phƣơng pháp vi tiêm Trứng Tinh trùng Giao tử Trứng đã Tiền nhân Tiền nhân đực thụ tinh cái Vi pipet Tiêm gen Gen đã tiêm vào trứng Chuyển gen
  52. Công nghệ sinh học có thể rút ngắn mô hình nhân giống, không cần trại nhân giống bố mẹ? Artificial insemination (AI) In Vitro Fertilisation (JIVET) AI, MOET, JIVET Embryo transfer (MOET) Cải thiện nguồn gen Giống Kiểm tra đánh giá Hạt nhân Tháp giống Phân biệt giới tính, nhân vô tính Giống thƣơng phẩm Phổ biến sản xuất Áp dụng cho giống cao sản, nhƣng khả năng sinh sản, nhân giống tự nhiên thấp.
  53. Tăng nhanh đời sau từ một gia đình Phát huy đặc tính tốt từ gốc cha mẹ tốt đã chọn lựa kỹ lưỡng, tốn kém Nhân nhanh cá thể có đặc tính tốt từ gốc cha mẹ phục vụ sản xuất.
  54. GnRH INHIBIN FSH LH T PITUITARY/TESTIS FEEDBACK SYSTEM T = Testosterone CONCENTRATION LH = Leuteinizing Hormone (regulates T secretion) TIME FSH = Follicle Stimulating Hormone (regulates seminiferous tubule function) GnRH = Gonadotropin Releasing Hormone (regulates LH & FSH secretion) INHIBIN from Sertoli cells feedsback on the pituitary to regulate FSH secretion
  55. Những hormon sử dụng trong kỹ thuật sinh sản nhân tạo HYPOTHALAMUS GnRH (Gonadotropin releasing hormone) PITUITARY LH (Luteinizing hormone) FSH (Follicle stinulating hormone) TESTIS Leydig cells (produce Testosterone) Sertoli cells (produce Inhibin)
  56. Công nghệ sinh học ứng dụng trong sản xuất hormon 1. Sản xuất hormon tái tổ hợp: rBST, rBGH 2. Sản xuất Hormon IGF điều trị bệnh lùn. 3. Sản xuất Insulin tái tổ hợp: rInsulin
  57. Công nghệ sinh học sản xuất Insulin Nguyên lý: - Lấy đoạn plasmid tổng hợp insulin trong tế bào người chuyển vào plasmid E. Coli - E.Coli tổng hợp ra Insulin Ứng dụng: - Thuốc trị tiểu đường - Làm vaccine chế kháng huyết thanh insulin. - Chẩn đoán bệnh
  58. Cấu trúc của Insulin • Có 2 chuổi polypeptide; chuổi thứ nhất có 21 acid amin và chuổi thứ hai có 30 acid amin. • Hai chuổi liên kết với nhau qua cầu disulfide • Gene mã hóa protein insulin tìm thấy trong chromosome 11, dựa vào cấu trúc của gen này, người ta tái tổ hợp DNA tổng hợp insulin
  59. Cấu trúc của Insulin
  60. Kỹ thuật tái tổ hợp DNA • Những Enzyme giới hạn được sử dụng để cắt gen insulin và cắt plasmid của vi khuẩn (E. coli) cũng giống nhau ở đầu cuối nên dính lại được “sticky ends”
  61. Kỹ thuật tái tổ hợp DNA • Dòng biến đổi của E. coli được sử dụng để tránh sự tấn công gen lạ (“foreign” genes) • Gen insulin gắn vào E. coli là B-galactosidase, nó kiểm soát sự sao chép. • Những tế bào vi khuẩn sẽ tái tạo và sao chép bản sao của gen insulin.
  62. Kỹ thuật tái tổ hợp DNA • Protein Insulin được tinh chế (B-galactosidase thực hiện) • Những chuổi peptide hỗn hợp và nối lại với nhau bởi cầu disulfide. • Sản phẩm cuối cùng có tên gọi là Humulin – tên hóa học nói lên insulin của người.
  63. Sử dụng insulin ngƣời chống bệnh tiểu đƣờng • Trên thế giới có hơn 150.000.000 ngƣời mắc chứng bệnh tiểu đƣờng. Hậu quả của nó rất nghiêm trọng, gây ra những biến chứng phức tạp,nguy hiểm đến tính mạng. • Tổng chi phí cho chữa trị bệnh tiểu đƣờng chỉ riêng cho nƣớc Pháp có đến 5,7 tỷ Euro trong năm trong 2002 • Insulin tái tổ hợp lần đầu tiên xuất hiện trên thị trƣờng năm 1982 • Những dòng sản phẩm insulin phát triển nhanh chóng và đa dạng (insulin tác dụng nhanh- hoặc tác dụng kéo dài, hoặc insulin dạng hít) • Trong năm 2002 tổng số bán ra là 4.2 tỷ Euro
  64. Biến chứng có thể xảy ra khi sử dụng Insulin ngƣời • Hypoglycemia (thấp đường huyết) xảy ra với insulin người nhiều hơn so với insulin động vật. • Sử dụng insulin để hạ đường huyết ở người tiểu đường nên có sự khám bệnh và hướng dẫn của Bác sĩ điều trị. Không nên tự tiện dùng rất nguy hiểm.
  65. Sản xuất bovin somatotropin (bST) Quá trình sản xuất somatotropin và ứng dụng trong chăn nuôi bò sữa, đã nâng nao năng suất, chất lượng sữa
  66. Sản xuất bST bằng con đƣờng công nghệ sinh học
  67. Tái tổ hợp sản xuất bST và ứng dụng nâng cao năng suất sữa Hoạt động của BST tự nhiên 1.Thùy trước tuyến yên tiết ra BST, là một hormon có cấu trúc như 1 peptid, có tác dụng lên sự tổng hợp sữa. 2.Hormon này vào máu đi khắp cơ thể. 3.BST tác động đến gan sản xuất ra một protein quan trọng IGF-1 (Insulin like Growth Factor-1). 4.IGF-1 tác động lên tuyến vú, phân cắt Sản xuất BST tổng hợp chất béo sinh năng lượng cho sản xuất sữa A.Gen đáp ứng cho sản xuất BST được cô lập từ DNA của bò. B.Gen này được đưa vào vi khuẩn E. Coli bằng kỹ thuật đặc biệt. C. Vi khuẩn E.Coli có gen tổng hợp BST được nhân lên trong môi trường nuôi cấy. D.Thu nhận BST trong môi trường E.Tinh lọc BST từ VK tạo ra BST tổng hợp.
  68. Bò sữa đƣợc chích Kích tố tái tổ hợp rbST Team Presentations/Recombinant Bovine Somatotropin.ppt
  69. Bò đƣợc chích hormon BST có gì đặc biệt trong nuôi dƣỡng không? Có, đó là nhu cầu dinh dƣỡng cao hơn, nhƣng tiêu hao dinh dƣỡng cho sản xuất1 kg sữa thấp hơn bò bình thƣờng.
  70. Các vấn đề rắc rối có liên quan với rBGH hay rBST • Làm tăng 16 vấn đề thú y xảy ra trên bò sữa dùng rBST: – Giảm tỷ lệ đậu thai và trọng lượng sơ sinh của bê, – Tăng tỷ lệ tiêu chảy, – Hư hại chân, – Thương tổn tế bào somatic (có mủ), – Gây viêm vú. • Viêm vú và kháng thuốc liên quan đến sức khỏe người • Có sự liên quan giữa IGF-1 và bệnh ung thư trên người trên bò sữa có sử dụng rBST.
  71. rBST, IGF-1 và UNG THƢ CHƯA BÀN CẢI • IGF-1 hiện diện và giống nhau trên bò và người • rBGH làm tăng IGF-1 trong sữa bò • IGF-1 tăng cao kích thích tế bào ung thư trên người Kích thích ung thư trên người IGF-1 tăng trên người Tăng IGF-1 Trong sữa bò rBGH IGF-1 tiêu hóa như thế nào?!
  72. CASEIN BẢO VỆ IGF-1 “ Casein ảnh hƣởng trên toàn bộ cấu trúc IGF-1 (80%) và receptor kết dính hoạt tính. . .” Nguồn tài liệu: (C.J. Xian et al, “Degradation of IGF-1 in the adult rat gastrointestinal tract is limited by a specific antiserum or the dietary protein casein,” Journal of Endocrinology, v. 146, 1995.) “Tờ báo này cho thấy IGF-1 có thể tiêu hóa còn sót lại (67%) khi có sự hiện diện của casein.” Nguồn tài liệu: (Michael Hansen, Consumer Policy Institute, Letter to Maine Attorney General G. Steven Rowe, Feb. 11, 2003, citing T. Kimura et al, Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, v. 283, 1997.)) “Casein tăng càng cao, càng làm cho IGF-1 trở nên ổn định hơn, khó bị men tiêu hóa phân giải” Nguồn tài liệu: (P. Anderle et al, “In Vitro Assessment of Intestinal IGF-1 Stability,” Journal of Pharmaceutical Sciences, v. 91, 2002.)
  73. Sử dụng GH để điều trị bệnh lùn ứng dụng trong điều trị bệnh lùn bẩm sinh. (Insulin like grower factor)
  74. Somatotropin có an toàn thực phẩm cho ngƣời tiêu dùng không? Là một Protein hormon Là một Steroid hormon 1. Có ở các mô với số lƣợng • Có thể tích lũy trong cơ nhất định. thể động vật và ngƣời. 2. Không tích lũy trong mô mỡ. • Có nhiều trong các mô 3. Là một protein có cấu tạo từ mỡ, khó loại ra ngoài. các acid amin. • Là phân tử hữu cơ có 4. Giới hạn tác động theo loài. nguồn gốc cholesterol. 5. Không có hoạt tính nếu sử • Không giới hạn tác động dụng qua đƣờng miệng, vì theo loài, kể cả ngƣời. nó bị tiêu hóa nhƣ những • Có hoạt tính không đổi protein khác trong thức ăn khi sử dụng qua đƣờng miệng.
  75. Posilac® là sản phẩm thƣơng mại có chứa rBST đƣợc sử dụng ở Mỹ • Posilac® đƣợc sản xuất bởi công ty Monsanto • Chỉ có FDA chấp nhận cho sử dụng để nâng cao sức sản xuất sữa của bò. • Là chế phẩm sử dụng chích vào cơ bắp • 9 triệu bò sữa ở các nước thế giới thứ ba sử dụng chế phẩm Posilac® của Monsanto.
  76. Nhƣng • Ở Canada CHA (Canada’s health administration) không chấp nhận cho sử dụng Posilac ® • EU (European Union) cấm sử dụng rbST • Nhật bản, Úc và New Zealand cấm sử dụng Posilac ®
  77. Một số kích tố tổng hợp thuộc steroid bị cấm sử dụng trên thế và ở VN. Số TT Tên hoá chất, kích tố Số TT Tên hóa chất, kích tố 1 Carbuterol 9 Metronidazole 2 Cimaterol 10 19 Nor-testosterone 3 Clenbuterol 11 Ractopamine 4 Diethylstilbestrol (DES) 12 Salbutamol 5 Dimetridazole 13 Terbutaline 6 Fenoterol 14 Stilbenes 7 Isoxuprin 15 Terbolone 8 Methyl-testosterone 16 Zeranol
  78. Những loại kích tố Steroid hormon bị cấm sử dụng CH3 CH OH OH 3 CH3 C O CH3 H CH3 H CH3 H H H H H H HO H O O Beta-estradiol Testosterone Progesterone OH CH3 CH3 OH O H H CH3 OH O H HO O HO OH Trenbolone H Zeranol H3C Diethylstibestrol Cl HOH2C H N CH CH NH C(CH ) 2 2 3 3 HO CH CH 2 NH C(CH 3)3 OH OH Cl Clenbuterol Salbutamol F3C NC H N CH CH NH C(CH ) 2 2 3 3 H2N CH CH 2 NH C(CH 3)3 OH OH Mabuterol Cl Cimaterol
  79. Công nghệ sinh học vi sinh ứng dụng sản xuất thức ăn bổ sung 1. Thông qua tế bào nấm men để sản xuất Selenium hữu cơ ứng dụng trong thức ăn chăn nuôi và phòng bệnh thoái hóa cơ. 2. Sử dụng vi khuẩn hữu ích đƣờng ruột để sản xuất Probiotic phòng chống bệnh đƣờng ruột thay thế kháng sinh.
  80. Selenium Vai trò sinh học của Se: • Phòng chống những bệnh có liên quan với thiếu Se như: • Bệnh teo cơ trên cừu, bê và gà (thường xảy ra trên thú nuôi theo lối CN) • Bệnh hoại tử gan trên chuột và heo do thiếu Se • Bệnh thể tạng tiết dịch trên gà và gà Tây (tích nước xong bụng) • Bệnh đa thoái hóa hoại tử tim, gan, cơ và thận trên chuột. • Chức năng trong trao đổi chất của Se: Selenium cấu tạo enzyme glutathione peroxidase, phá hủy các gốc tự do peroxides trong cytosol, gốc này có nguy cơ gây ung thư. • Có thể coi Se có hoạt tính chống oxyhóa (vì vậy có mối quan hệ với vitamin E – trong hoạt động chống oxyhóa). • Muối selenium vô cơ tương đối độc, selenium hữu cơ có nhiều trong tế bào nấm men không độc, sử dụng an toàn hơn. Ví vậy công nghệ sinh học tổng hợp selen hữu cơ.
  81. Selenium tham gia trong enzyme Glutathione Oxidation thực hiện chu trình phản ứng oxyhóa khử, biến H2O2 thành H2O, chống lại sự hình thành các gốc tự do trong cơ thể
  82. Selenium hữu cơ và chức năng sinh học
  83. Công nghệ sinh học sản xuất Selenium hữu cơ bởi tế bào nấm men Video clips: 1, 2.
  84. Công nghệ sinh học ứng dụng trong sản xuất Probiotics, Prebiotic và Synbiotics • Probiotics = Là những vi sinh vật hữu ích, sống đƣợc trong môi trƣờng đƣờng ruột, cải thiện sức khỏe đƣờng ruột vật chủ. Tìm kiếm VSV probiotic trong đƣờng ruột vật chủ khỏe mạnh, định danh, nuôi thuần hoặc hỗn hợp. • Prebiotics = Nguồn thức ăn cho vi sinh vật sống hữu ích trong đƣờng ruột vật chủ (không phải cho vật chủ). Prebiotics thƣờng là các chất xơ tan không tiêu hóa ở đoạn trên của ruột, có khả năng lên men su\inh acid hữu cơ bởi VSV probiotics. • Synbiotics = Hỗn hợp probiotics và prebiotics có tác dụng: Cải thiện khả năng sống và chiếm ngự trong đƣờng ruột của probiotics. Cho nhiều ảnh hƣởng tốt hơn sử dụng probiotics đơn thuần. Prebiotics bao bọc xung quanh VSV probiotics.
  85. Cơ chế hoạt động của Probiotics, prebiotic và synbiotics (Sự đề kháng chiếm lĩnh hay sự cạnh tranh loại bỏ) 1. Sản xuất các chất kháng vi khuẩn gây bệnh. 2. Giữ cân bằng pH thấp bởi những acid béo mạch ngắn và acid lactic do vi khuẩn hữu dụng lên men sinh ra. 3. Nâng cao hoạt động của đại bạch cầu, thực bào VK gây bệnh 4. Ức chế cạnh tranh vị trí bám dính của vi khuẩn gây bệnh. 5. Cạnh tranh nguồn dinh dƣỡng với vi khuẩn gây bệnh. 6. Điều chỉnh kháng thể, tăng cƣờng kháng thể không đặc hiệu. 7. Giảm thấp sự chuyển đổi yếu tố tiền ung thƣ thành ung thƣ bởi ảnh hƣởng của hoạt động enzyme. 8. Giảm chứng táo bón, từ đó giảm độc tố sinh ra trong ruột. 9. Giảm cholesterol tái hấp thu, từ đó giảm cholesterol máu.
  86. Hàng rào phòng ngự tự nhiên VK gây bệnh A. VK có lợi (Probiotics) Tế bào niêm mạc ruột Thành ruột VK gây bệnh B. VK có lợi (Probiotics) Tế bào niêm mạc ruột Thành ruột 89
  87. SỬ DỤNG VI KHUẨN CÓ ÍCH TRỢ SINH (PROBIOTIC) Bacillus subtilis/cereus/mesentericus Clostridium butyricum, Bifidobacterium Lactobacillus acidophilus Enterococcus faecium Saccharomyces cerevisiae/boulardii Aspergillus oryzae 90
  88. Đặc điểm chung của probiotics là: Tương đối thích nghi trong đường ruột động vật Có khả năng chống lại stress trong dạ dày, ruột Đề kháng lại với các yếu tố chế biến thức ăn Phải đạt các yêu cầu, qui định của luật lệ an toàn sinh học và có hiệu quả lên sức khỏe.
  89. Cơ chế tác động cuả Probiotic 3 5 1 Enzymes Nacid hữu cơ  Nảy chồi trong đƣờng ruột 4 hiệu quả hàng rào sinh học  Tăng cƣờng tái hấp thu Nitơ  Sản xuất các enzyme  Sản xuất các acid hữu cơ 2  Kích thích miễn dịch cục bộ Video clips 1, 2
  90. Tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng (Ileal) Gà 21 ngày tuổi Essential Amino Acids 100 +17.9% +15.1% +15.9% 95 +12.2% +18.9% +7.9% 90 +12.8% 85 +3.5% 80 +3.8% 75 70 MET LYS ARG THR VAL LEU ILE PHE HIS CONTROL ESPORAFEED
  91. Ảnh hƣởng dƣơng tính của Probiotics trên sự tích lũy khoáng Ca K Mg +9.1% 20% +28.6% 60% +12.0% 15% 50% 60% Ca CONTROL ESPORAFEED 10% K CONTROL ESPORAFEED 50% Mg CONTROL ESPORAFEED
  92. SƠ ĐỒ QUI TRÌNH SẢN XUẤT PROBIOTICS Nhân giống Đưa vào bể Ly tâm tách Sản phẩm thô trong ống lên men lớn lớp tế bào tử cuối cùng nghiệm Sấy phun lọc bao sáp, hoặc chất xơ tan New!
  93. SƠ ĐỒ QUI TRÌNH SẢN XUẤT PROBIOTICS (TT) Sản phẩm thô (do Norel sản xuất) Sản phẩm hoạt động Đóng gói Sản phẩm thương mại Chất mang New!
  94. Sản xuất trứng gà giàu kháng thể để phòng chống bệnh đƣờng ruột cho ngƣời và động vật
  95. Trứng gà giàu kháng thể để phòng và chống bệnh do vi khuẩn và virus gây bệnh
  96. Vi khuẩn gây bệnh tấn công tế bào niêm mạc ruột và gây mất nhiều nƣớc, tiêu chảy, giảm hấp thu.
  97. Vi khuẩn bệnh bị kháng thể đặc hiệu trong lòng đỏ kết dính và làm vô hoạt chúng
  98. Virus gây bệnh tấn công niêm mạc ruột là cho tế bào niêm mạc vỡ tung, gây tiêu chảy
  99. Ăn lòng đỏ trứng có kháng thể đặc hiệu sẽ làm vô hoạt các virus gây bệnh đƣờng ruột
  100. Trứng gà giàu kháng thể chống bệnh đƣợc sản xuất ở Nhật Bản bởi Công ty GHEN
  101. QUY TRÌNH SẢN XUẤTPROTIMAX ®® Gà mái nuôi trong trại SPF Chủng vaccin được kiểm Soát để gà sản xuất kháng Thể lòng đỏ cao Trứng gà giàu kháng thể ProtimaxProtimax®® được kiểm tra hàm lượng kháng thể cẩn thận Thử nghiệm khả Nghiên cứu tạo ra ELISA Năng phòng hộ chế phẩm để áp dụng Trên heo con Vào sản xuất PROTIMAX
  102. Các loại kháng thể đặc hiệu đƣợc sản xuất từ lòng đỏ trứng gà Salmonella typhimurium E.coli 987P Salmonella cholaraesuis E.coli F41 Salmonella enteriditus E.coli K88 Salmonella dublin E.coli K99 Salmonella heidleberg E.coli 1362 lostridium perfringens E.coli 2134* ( 2134 is an 18 Rotavirus E. Coli) TGE E.coli 263 E.coli J5
  103. Cơ chế tác động của Protimax IgG • PROTIMAX còn có khả năng kết dính các vi khuẩn gây bệnh và virus, không cho chúng bám vào thành ruột và nhân lên trong đường tiêu hóa của heo con, nhờ vậy giúp cho heo con tránh được các bệnh nhiểm trùng gây tiêu chảy. IgG
  104. Những kết quả thử nghiệm Protimax ở Mỹ Đối chứng Protimax % Khác biệt Số heo đầu vào 3018 3076 Số heo đầu ra 2955 3031 Số heo chết 63 45 %Tỷ lệ tử vong 2.09 1.46 - 29.92% Trọng lƣợng bình quân đầu vào,( lb.) 12.5 13.5 Trọng lƣợng bình quân đầu ra(,lb.) 47.4 51.7 Tăng trọng bình quân / heo, (lb.). 34.9 38.2 Số ngày nuôi 40.7 40.7 Bình quân tăng trọng / ngày/heo, (lb.) 0.86 0.94 + 9.46% Tổng lƣợng thức ăn tiêu thụ / heo (lb.) 48.4 55 Lƣợng thức ăn tiêu thụ bình quaân, 1.19 1.35 + 13.64% /heo/ngaøy (lb.) Chỉ số biến chuyển thức ăn, FCR 1.39 1.44
  105. Hiệu quả sử dụng Protimax trên heo ở miền Nam Carolina. Đối chứng Protimax % Khác biệt Số heo đầu vào 1513 1527 Số heo đầu ra 1382 1455 Số heo chết 131 72 %Tỷ lệ tử vong 8.66 4.72 - 45.50% P bình quân đầu vào, (lb.) 11 11 P bình quân đầu ra, (lb.) 45.6 45.1 Tổng tăng trọng / heo,(lb.) 34.6 34.1 Số ngày nuôi 45 44 Tăng trọng/ ngày/con,lb. 0.76 0.77 +1.31% Tổng thức ăn / heo (lb.) 53.1 46.9 Lƣợng thức ăn bình quân / 1.17 1.06 - 9.40% heo/ngày (lb.) Chỉ số biến chuyển TĂ, 1.54 1.38 10.39% FCR
  106. Thank you for Your attention