vietcuonghn97
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Mở đầu
1. Thế nào là công nghệ sinh học (CNSH)
Sự bùng nổ của CNSH.
Danh từ CNSH xuất hiện vào nửa cuối của thập kỉ 50-70 của thế kỉ
XX, hiện nay được dùng khá phổ biến. Cho đến nay, chúng ta không biết
ai là người đưa ra danh từ này và xuất xứ từ đâu?
Công nghệ sinh học có thể hiểu một cách đơn giản là công nghệ sử
dụng các cơ thể sống để sản xuất các sản phẩm hữu ích phục vụ con
người. Cũng có nhiều người đưa ra nhiều định nghĩa, song chưa có một
định nghĩa nào bao trùm hết ý nghĩa của nó.
Liên đoàn châu Âu về CNSH (European Federation of
Biotechnology) định nghĩa: CNSH là sự ứng dụng thực tiễn của các cơ thể
sinh học hay thành phần tế bào của chúng để tạo ra những sản phẩm phục
vụ cho sản xuất và đời sống, để điều khiển môi trường sống.
Có người lại định nghĩa: CNSH là kĩ thuật cao sử dụng cơ thể sống
hay những chất tách từ cơ thể ấy để tạo ra hay sữa đổi một sinh vật, nhất là
để nâng cao các đặc tính có giá trị kinh tế của các loài động thực vật hay
tạo ra những vi sinh vật có khả năng tác động đến môi trường.
Vừa qua có người lại cho rằng: CNSH được coi là ngành khoa học
công nghệ của việc chuyển nạp gene (DNA) vào tế bào hay cơ thể chủ
nhằm khai thác một cách công nghiệp các sản phẩm của gene đó phục vụ
đời sống, phát triển kinh tế.
Theo những định nghĩa trên có thể hiểu CNSH theo hai nghĩa:
Nghĩa rộng: bao gồm nhiều dạng sử dụng các sinh vật vào các mục
đích sản xuất như làm rượu, làm men bánh mì, fromage (phomat), làm
tương, chao,..
Nghĩa hẹp: CNSH kĩ thuật cao là CNSH phân tử được sử dụng
những kĩ thuật hiện đại tái tổ hợp DNA, biến nạp gene qua con đường
vector plasmid, cố định enzyme, gắn enzyme lên một cơ chất nào đó, giữ
yên để sử dụng nhiều lần….
Tùy thuộc vào việc hiểu định nghĩa rộng hay hẹp mà người ta phân
ra hai loại: CNSH mới (new biotechnology) và CNSH cổ điển (classical
biotechnology).
Công nghệ sinh học cổ điển có thể coi là CNSH xuất hiện trong
lịch sử loài người rất sớm, có thể cách đây 5.000-8.000 năm, thậm chí
10.000 năm. Trong kinh thánh cũng đã nói đến qui trình làm giấm, làm
rượu nho, làm dưa, …đến nay chúng ta vẫn còn sử dụng qui trình đó.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
2
Công nghệ sinh học mới xuất hiện khi kĩ thuật di truyền ra đời.
Chúng ta sẽ có dịp đi sâu vào vấn đề này trong những phần sau.
2. Lịch sử phát triển CNSH
Từ sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, CNSH phát triển như vũ
bão. Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật đã có những thay đổi cơ bản có
liên quan đến sự phát triển của vi sinh vật học, hóa sinh học, lí sinh học,
sinh học phân tử, di truyền học phân tử, hóa sinh học hữu cơ. Nhiều mô
hình nghiên cứu giúp cho việc định hướng đúng đắn sự phát triển của
CNSH đặc biệt là sinh học phân tử.
Vào năm 1950-1960, trong nghiên cứu đã đạt được nhiều thành tựu
to lớn, nổi bật nhất là vấn đề mã di truyền. Đến năm 1960-1962, chứng
minh được cơ chế điều hòa hoạt động gene và sau đó (1969), tổng hợp
được gene là một thành tựu to lớn trong sinh vật học. Sau năm 1972-1975,
sự ra đời của kĩ thuật di truyền, tạo ra sự bùng nổ của CNSH, có thể tiến
hành những sản xuất sinh học bắt đầu những thao tác trong ống nghiệm (in
vitro). Kĩ thuật di truyền đã tạo ra một cuộc cách mạng trong sinh học,
đồng thời nó đánh dấu một bước phát triển trong sinh học phân tử. Những
thành tựu của sinh học phân tử đã dẫn đến những thống nhất trong nghiên
cứu sinh học làm sáng tỏ những nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng
dụng.
Trước khi CNSH ra đời (từ năm 1950-1960) cũng đã có những
bước phát triển như sản xuất vaccine, kháng sinh, acid amin. Sự phát triển
của CNSH đã lôi kéo, tập trung lớn các vấn đề sinh học. Hầu như những
bước tiến lên của sinh học hiện đại lại mở ra những khả năng mới thường
là hoàn toàn bất ngờ đối với CNSH. Trước hết phải nói đến các phương
pháp được hoàn thiện nhờ công nghệ gene (genetic engineering) nhằm cấu
trúc lại các chủng vi khuẩn nấm men với các gene lạ và với các đặc tính đã
dự kiến trước. Tốc độ phát triển CNSH nhanh chóng một cách dị thường,
thực hiện ở qui mô công nghệ rộng lớn về thức ăn gia súc, về thực phẩm
và cả những hormone, peptid, neuropeptid, các chất cao phân tử sinh học
phức tạp đến các hợp chất vô cơ và hữu cơ tương đối đơn giản.
Ngày nay, CNSH đó là công cụ có thể áp dụng cho nhiều ngành
kinh tế khác nhau như nông lâm ngư nghiệp, sản xuất và chế biến thực
phẩm, chăn nuôi thú y, y tế và sức khỏe cộng đồng, sản xuất các dược
chất, sản xuất năng lượng, chuyển hóa hóa chất, chuyển hóa sản phẩm phụ
nông nghiệp và công nghiệp, v.v.
Nhờ phương pháp hóa học dùng polyethylenglycol, phương pháp
vật lí xung điện người ta đã dung hợp protoplast, phương pháp ngâm hạt
phấn vào dung dịch DNA, phương pháp vi tiêm gene, phương pháp dùng
súng bắn gene đã chuyển gene trực tiếp vào các tế bào khác nhau ở thựcCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
3
vật. hoặc, người ta đã chuyển gene gián tiếp được thông qua việc sử dụng
các vector plasmid hay tạo phôi soma v.v.
Có thể nói rằng, CNSH đặc biệt là công nghệ gene thật là kì diệu,
đã mở ra một triển vọng lớn lao giúp con người có thể thực hiện được hoài
bão to lớn trong một tương lai phát triển với một thời gian rút ngắn.
3. Hứa hẹn của CNSH với các nước đang phát triển
Trước cuộc gặp gỡ với các em học sinh trường PTTH, khi các em
hỏi nhà bác học nổi tiếng, viện sĩ trẻ tuổi nhất – phó chủ tịch viện Hàn lâm
Khoa học Liên Xô (cũ) Iu. Ovchianhicov:
Tại sao viện sĩ lại hiến dâng đời mình cho sinh vật học? Viện sĩ có
lấy làm tiếc về điều đó không?
Nhà bác học mỉm cười và nói:
* Không, tui không tiếc
Và sau đó giải thích:
* Vâng, chắc là có những khoa học không kém phần quan trọng
hơn sinh vật học. Nhưng tui không biết có khoa học nào khác lại quan
trọng hơn sinh vật hoc.
Câu trả lời hoàn toàn đúng đắn và tất nhiên đã chứa đựng trong đó
lòng say mê và tình yêu của nhà bác học đối với lĩnh vực hoạt động sáng
tạo đã được lựa chọn. Viện sĩ đã xác định một cách sâu sắc và rõ ràng vị
trí khoa học về sự sống, về tính qui luật vận động vật chất sống trong hệ
thống khoa học cơ bản, phức tạp và hiện đại.
Cách đây hơn 40 năm, khi trả lời phỏng vấn của nhà khoa học
thế giới về tương lai của di truyền một nhà khoa học về sinh học phân tử
đã nói:
“Khó mà tiên đoán, nhưng chỉ biết đến năn 2000 trong một buổi
sáng mùa xuân, thí sinh của tui sẽ trả lời được câu hỏi “bằng cách biến đổi
di truyền thế nào và chuyển gene ra sao để những cây Đậu Hà Lan đổi
chiều cuộn ngược lại từ phải sang trái trên giá đỡ, để sao cho toàn bộ các
lá hứng được ánh sáng mặt trời tạo điều kiện cho quang hợp được tốt nhất.
Và cũng bằng cách chuyển gene như thế nào để có thể “bốc thuốc gene”
chữa cho một hoàng tử mắc bệnh tâm thần”.
Ngày nay, công nghệ gene đã giúp cho việc chuyển gene ưu việt
vào việc tạo giống mới, ghép các gene tăng sức đề kháng của cây như tạo
ra nhiều chất ức chế sự tiêu hóa của sâu bọ, người ta cũng đã chuyển gene
protein capsid (những kháng thể của cây) có thể chống được các virus.
Người ta cũng đã dùng súng bắn gene đưa những gene chống chịu điều
kiện bất lợi của ngoại cảnh vào cơ thể để chống hạn hán, chống sâu bệnh,
v.v. Bằng phương pháp chuyển gene di truyền, người ta biến bò sữa cho
bò yaourt, bằng phương pháp dung hợp protoplast người ta đã tạo ra
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
4
những cây vừa ăn củ (củ khoai tây) vừa ăn quả (quả cà chua), sản xuất
vaccine tái hổ hợp, làm phóng đại gene với kĩ thuật PCR (polymerase
chaine reaction) đã thu được nhiều kết quả quí báu. Đặc biệt ngày
26/6/2000, các nhà khoa học thuộc dự án lập bản đồ gene người, một dự
án đa quốc gia do Anh, Mĩ tài trợ và công ti Celera Genomics (CG) của
Craig Venter cùng công bố bản đồ gene (BĐG) người và được đánh giá
tương đương với việc nhà du hành vũ trụ Mĩ Neil Amstrong đặt bước chân
đầu tiên lên mặt trăng vào năm 1969; và hơn cả thành tựu tìm ra thuốc
kháng sinh . Đó là một thành tựu to lớn nhất trong lịch sử di truyền học,
sinh học phân tử và y học phân tử kể từ khi Watson và Crick công bố cấu
trúc xoắn kép của phân tử DNA năm 1953. Trước đó các nhà khoa học
ước tính ít nhất phải đến 2005 mới thiết lập được BĐG cho khoảng 80%
các gene trong hệ gene người với kinh phí ít nhất là ba tỉ USD. Trong thực
tế, các nhà khoa học đã công bố BĐG người với 97% và đến năm 2002
người ta đã giải mã hoàn toàn BĐG người. Người ta đã phát hiện rằng,
trong con người chỉ có 30.000 đến 35.000 gene (trước đây người ta cho
rằng trong con người có từ 60.000 đến 100. 000 gene). Một số đối tượng
khác lại còn cao hơn như ở lúa có 50.000 gene. Nhìn chung thì có đến
98% gene tương đồng.
Bản đồ geneCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
5
Tiếp theo đó, người ta đã phát hiện nhiều gene có khả năng trị
nhiều bệnh hiểm cùng kiệt cho con người. Hơn thế nữa, ngày 27/12/2002
Giám đốc điều hành công ti sinh sản vô tính (SSVT) Clonaid-Brigitte
Boisselier cho biết nhóm nhà khoa học thuộc công ti này lần đầu tiên đã
thực hiện thành công ca SSVT vào ngày 26 tháng 12 năm 2002 và cho ra
đời bé gái đặt tên là Eve. Không ảnh, không băng hình, không tiết lộ danh
tính người phụ nữ 31 tuổi thực hiện ca SSVT, Boisselier nói rằng clonaid
sẽ cung cấp chứng cứ bằng mẫu DNA trong 8-9 ngày kể từ ngày công bố.
Xét ở góc độ khoa học, người ta còn bán tính bán nghi thông tin trên.
Nhưng ở góc độ xã hội, sự điên rồ trong ý tưởng được nâng lên tầm “tôn
giáo” của Clonaid thì không ai ngờ vực.
Việc nhân bản vô tính con Cừu Dolly đã nổi tiếng một thời (tháng
2 năm 1997), nay Cừu Dolly đã chết sau 6 năm tuổi (công bố ngày
15/2/2003). Phân tích thì thấy nó đã 12 năm tuổi vì lấy tế bào từ mẹ nó có
6 năm tuổi, sau này người ta còn nhân bản nhiều động vật khác như chuột,
mèo, dê, lợn.Gần đây, ngày 7/8/2003, TS Golli người Italia thực hiện việc
nhân bản thêm con ngựa. Việc nhân bản vô tính các động vật đã mở ra một
hướng mới trong việc bảo tồn nguồn gene quí hiếm của các động vật có
nguy cơ diệt chủng và đang diệt chủng.
Thời gian gần đây người ta cũng đã nuôi cấy tế bào gốc (stem
cells) .Khi phôi còn ở giai đoạn rất sớm mới có 8 tế bào thì một tế bào đều
HÖ gene ng- êi
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
6
có khả năng phát triển thành một phôi hoàn chỉnh hay phân hóa thành
bất kì loại tế bào nào của cơ thể sau này. Những tế bào này được gọi là tế
bào gốc nguyên phát. Ở nhau thai một số tế bào cũng còn duy trì được khả
năng phân hóa tiềm năng và có thể nuôi cấy thành dòng tế bào gốc thứ
phát.
Người ta cũng đã ứng dụng công nghệ nano sinh học
(bionanotechnology) cho phép thu nhận những thông tin về hệ thống sinh
học ở mức lượng tử, đầu dò kích thước nano tới kích thước một phân tử
riêng rẻ dùng trong chẩn đoán bệnh. Công nghệ nano là phương pháp in
stitu mới để cung cấp thông tin tốt hơn về chức năng tế bào, là công nghệ
thao tác cải biến 2 chiều và 3 chiều đối với mô và tế bào, vận chuyển và
phân phối thuốc hay gene vào mô và tế bào thông qua khống chế kích
thước hạt, hoạt hóa và giải phóng chất thuốc qua cơ chế và thiết bị như
bơm kích thước nano, van tế bào vào cơ quan nhân tạo.
Ở Việt Nam, chúng ta cũng đã dùng phương pháp trực tiếp bắn
gene và phương pháp gián tiếp chuyển gene bằng con đường plasmid để
đưa gene chống chịu rầy nâu vào cây lúa (viện Lúa Đồng bằng sông Cửu
Long), cây mía chịu hạn (viện CNSH Hà Nội) đạt kết quả bước đầu. Xí
nghiệp Dược TW cũng đã chuyển nạp gene để chế vaccine có kết quả. Gần
đây, ngày 24 tháng 2 năm 2004, tiếp theo viện CNSH Hà Nội, viện Pasteur
thành phố Hồ Chí Minh cũng đã giải mã thành công bộ gene H5N1 (gây
bệnh cúm ở người từ gà) để có hướng điều trị bệnh này.
Những thành tựu khoa học hiện nay, những kinh nghiệm của thế
giới đã chứng minh rằng: người ta ngày nay đã chú ý đến những gì đã xẩy
ra trong toàn bộ sinh học và nhất là trong những lĩnh vực riêng của sinh
học – CNSH.
Ý nghĩa xuất sắc của CNSH là ở chỗ nhờ sức mạnh đa dạng của
mình mà nó đã mở ra những con đường mới mẻ để giải quyết hàng loạt
các vấn đề có tính toàn cầu như tính hạn chế và mối đe doạ thực sự của
tiêu hao các nguồn năng lượng, thực phẩm truyền thống và cuối cùng là sự
ô nhiễm môi trường xung quanh.
Đối với các nước đang phát triển, CNSH là một vấn đề then chốt,
mà vốn các nước này đã bị coi là khác biệt so với các nước có nền công
nghiệp phát triển.
Thời gian qua, trong các nước đang phát triển có một số nước vươn
lên và đạt trình độ khoa học công nghệ cao. Họ có một nền tảng công nghệ
vững và một thị trường đủ rộng để đảm bảo làm chủ một số mũi nhọn
CNSH hướng chúng vào phục vụ các nhu cầu của nước mình.
Tuy nhiên, đa số các nước đang phát triển còn đang thiếu nguồn
vốn để khai thác các công nghệ đó, thiếu hạ tằng cơ sở cho nhiều nghiênCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
7
cứu cơ bản, ứng dụng và thiếu người có trình độ cần thiết cho các ngành
công nghiệp sinh học. Vì vậy các nước này phải kết hợp hài hòa những
tiến bộ của CNSH với tình trạng thiếu vốn nhưng lại dư thừa lao động,
những bí quyết của CNSH, qui trình CNSH cổ truyền v.v.
Hiện nay các nước cùng kiệt nhất và kém phát triển về mặt công nghệ
và khoa học cũng có thể thu được một số lợi ích do tiến bộ của CNSH và
tham gia vào cuộc “cách mạng CNSH” nhờ các mạng lưới hợp tác quốc tế
và khu vực.
Riêng khu vực châu Á, một số trung tâm CNSH ra đời như trung
tâm Tư liệu Thế giới về các Vi sinh vật MIRCEN ở Nhật Bản, viện CNSH
của Đại học Osca, viện Nghiên cứu Khoa học Kĩ thuật Thái Lan (cho vùng
Đông Nam Á), trung tâm New Delhi nghiên cứu về cố định N2 sinh học,
tính chống chịu cây lương thực, cải thiện và phân phối chất dinh dưỡng
trong thực vật, tăng trưởng và tái sản xuất gia súc, phát vaccine phòng
bệnh nhiệt đới. Viện Nghiên cứu Cao su bằng nuôi cấy mô ở Malaysia
(RRIM), công ti Mực in và Hóa chất Dainippon (DIC) Tokyo Nhật Bản
chuyên sản xuất các chất sinh học tinh khiết và các chất màu thực phẩm,
thức ăn cho cá, mĩ phẩm từ các loài tảo. v.v. Công nghệ sinh học có tầm
quan trọng to lớn, vì vậy, CNSH đã trở thành một trong bốn mũi nhọn của
thế giới ngày nay (điện tử và tin học, năng lượng, vật liệu mới, công nghệ
sinh học).
Ở Việt Nam, Đảng và Nhà nước ta cũng đã thấy rõ tầm quan trọng
của CNSH. Văn kiện Hội nghị lần thứ VII của Ban chấp hành TW Đảng
khóa 2 cũng đã nhấn mạnh: “Ưu tiên và ứng dụng phát triển các công nghệ
tiên tiến như: công nghệ thông tin phục vụ yêu cầu điện tử hóa và tin học
hóa nền kinh tế quốc dân; CNSH trước hết phục vụ phát triển nông, lâm,
ngư nghiệp, chế biến thực phẩm, dược phẩm và bảo vệ môi trường sinh
thái; công nghệ chế tạo và gia công vật liệu, nhất là nguồn nguyên liệu
trong nước” (bài phát biểu của đ/c nguyên Tổng Bí thư Đổ Mười tại Hội
nghị lần thứ 7 BCH TW Đảng khóa VII ngày 25/7/1994 trang 84). Trong
các Đại hội VIII, IX, Đảng ta cũng rất chú trọng đến vấn đề CNSH.
Trong Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc 2003 (ngày 16-
17/12/2003), trong định hướng nghiên cứu và triển khai của viện CNSH
thuộc viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, PGS.TS. Trần Lê Bình
Viện trưởng viện CNSH đã đặt vấn đề: CNSH được nhà nước Việt Nam
ưu tiên phát triển như một trong 4 ngành khoa học công nghệ trọng điểm.
CNSH được coi là “công cụ hiện đại hóa” của sinh học trong việc phục vụ
phát triển nông lâm ngư nghiệp, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường
bền vững.Về bản chất, CNSH tự thân phải là một ngành khoa học công
nghệ hoàn chỉnh, có tính độc lập về khoa học và về phạm vi ứng dụng, có
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
8
sức sống riêng và tồn tại như một lĩnh vực khoa học công nghệ hiện đại
như công nghệ thông tin, công nghệ điện tử…đang góp phần thúc đẩy sự
phát triển kinh tế xã hội. Để đáp ứng được yêu cầu đó, CNSH một mặt
phải được xây dựng như các ngành khoa học hiện đại, bên cạnh đặc tính
liên ngành phải dựa trên nền tảng khoa học riêng vững chắc và đặc thù
không trùng lặp với các lĩnh vực khoa học công nghệ khác như công nghệ
gene, công nghệ tế bào động thực vật và vi sinh vật, công nghệ enzyme và
protein. Mặt khác, CNSH phải có mục tiêu và nội dung nghiên cứu đặc
trưng riêng, đó là xây dựng và phát triển ngành Công nghiệp sinh học với
chủng loại công nghệ và hàng hóa mang dấu ấn đặc thù của CNSH mà
những định hướng hoàn thiện và chuyển giao công nghệ phục vụ sản xuất.
Rõ ràng, CNSH là cái chìa khóa mở đường cho sự phát triển nền
kinh tế của đất nước. Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật nói chung và cuộc
cách mạng CNSH nói riêng đã thu hút nhiều người trên trái đất này tham
gia vào sự nghiệp cao cả đó. Viện sĩ N.N. Semionov đã viết rằng: “Đặc
điểm cơ bản của khoa học ở thế kỉ thứ XX là ở chỗ, nó không còn là người
nữ tì của sản xuất mà trở thành người mẹ của sản xuất. Sinh học đã chiếm
một vị trí như thế. Tiếp sau đó là vật lí học và hóa học”.
hướng nghiên cứu cụ thể để phục vụ cho nhu cầu kinh tế xã hội của khu
vực và của cả nước. Nhiều nơi cũng có thể nghiên cứu ứng dụng một số
mặt sau:
* Công nghệ gene: nghiên cứu sự thay đổi genome của người và
các sinh vật khác dưới tác động của môi trường, của chiến tranh hóa học.
Nghiên cứu đặc điểm genome của các tộc người Việt Nam, trước mắt là
các genome ti thể, NST giới tính, góp phần vào việc nghiên cứu y tế dự
phòng và điều trị bằng liệu pháp gene. Mở rộng sự hợp tác giữa ngành
sinh học và các ngành khác để góp phần hiện đại hóa những nghiên cứu về
phân loại và đánh giá tài nguyên sinh vật. Đưa công nghệ gene vào việc
nghiên cứu sản xuất vaccine thế hệ mới và sản xuất các kít chẩn đoán bệnh
ở người, động vật và thực vật. Từng bước đưa kĩ thuật DNA array vào
nghiên cứu và ứng dụng.
* Công nghệ enzyme protein: ứng dụng enzyme công nghiệp vào
việc chế biến sản phẩm nông lâm ngư nghiệp và làm thuốc chữa bệnh.
Đồng thời, nhanh chóng việc nghiên cứu proteomics thành công cụ đắc
lực cho việc đánh giá chức năng gene và tìm kiếm những protein có giá trị
dược phẩm cao, sản xuất protein tái tổ hợp và chẩn đoán bệnh ở người và
gia súc. Miễn dịch học phân tử là một nội dung nghiên cứu sẽ mang lại
hiệu quả ứng dụng cao trong sản xuất vaccine và kít chẩn đoán, kháng
sinh, vitamin từ công nghệ lên men vi sinh vật và vi sinh vật tái tổ hợp.
* Công nghệ vi sinh:
- Nghiên cứu tài nguyên vi sinh vật để đánh giá tính đa dạng của
chúng ở các hệ sinh thái. Xây dựng bảo tàng vi sinh vật cấp quốc gia như
một đơn vị có tư cách pháp nhân độc lập trong giao dịch và quản lí các
chủng giống vi sinh vật.
- Đánh giá và khai thác tài nguyên vi sinh vật thông qua profiling
các hoạt chất, xây dựng cơ sở dữ liệu về tài nguyên vi sinh vật. Nghiên
cứu lân lập và tuyển chọn các giống có hoạt tính và sản luợng cao.
- Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghiệp lên men vi sinh
vật thành một ngành sản xuất các loại sản phẩm như nguyên liệu làm
thuốc, kháng sinh, vitamin, acid amin, các phụ gia, các chất màu thực
phẩm, mĩ phẩm.
* Công nghệ tế bào động vật: nghiên cứu công nghệ sinh sản
cloning; công nghệ tế bào gốc và cơ sở khoa học của phương pháp trị liệu
tế bào; lập bản đồ gene và các tính trạng tốt ở vật nuôi; chuyển gene ở
động vật.
* Công nghệ tế bào thực vật: nghiên cứu hoàn thiện qui mô công
nghiệp và chuyển giao công nghệ nhân giống vô tính cây trồng nông lâm
nghiệp (cây ăn quả đặc sản, cây công nghiệp, cây hoa, cây cảnh và cây
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH với việc phát triển bền vững Trương Văn Lung
236
lâm nghiệp bản địa và cây lai cao sản); từng bước triển khai sử dụng chỉ
thị phân tử và lập bản đồ gene vào công tác chọn giống trên cơ sở công
nghệ truyền thống và công nghệ tế bào; đưa công nghệ tạo cây chuyển
gene vào thực tiễn sản xuất; cải tiến giống cây trồng vật nuôi, phân bón,
thuốc trừ sâu sinh học, kít chẩn đoán bệnh ở cây trồng và vật nuôi, bảo
quản và chế biến các sản phẩm nông lâm ngư nghiệp để tăng giá trị sử
dụng và thương mại.
* Công nghệ sinh học y dược, sản phẩm của chúng có hàm lượng
CNSH cao, chất lượng tốt (nghệ đen, nhân sâm Ngọc Linh, v.v.), những
chất có hoạt tính sinh học mạnh ở động vật, thực vật và vi sinh vật. Các
vaccine thế hệ mới bao gồm vaccine tế bào, vaccine tái tổ hợp, vaccine
DNA. Các loại thuốc điều trị có nguồn gốc protein tái tổ hợp như kháng
thể đa dòng và đặc biệt là kháng thể đơn dòng, các loại hormone dạng
protein, các protein đặc trị. Các liệu pháp công nghệ cao như liệu pháp
gene, liệu pháp tế bào dùng chữa những bệnh hiểm nghèo.
Trong thời gian tới CNSH sẽ chú trọng vào việc phục vụ lĩnh vực y
dược và an ninh quốc phòng. Cần hợp tác giữa các trường đại học và các
viện nghiên cứu để nghiên cứu vaccine tái tổ hợp, di truyền phân tử ở
người và kít chẩn đoán bệnh truyền nhiễm và bệnh hiểm nghèo. Trong
thời gian tới cần phối hợp với bộ Quốc phòng và bộ Công an để xác định
hài cốt liệt sĩ .
* Công nghệ sinh học phục vụ môi trường là nâng cao chất lượng
nghiên cứu khoa học trong làm sạch nước thải, khử nitrogen, làm sạch ô
nhiễm dầu và kim loại nặng, các phương pháp tẩy các chất độc hóa học,
xây dựng cơ sở vật chất trang thiết bị, đào tạo nhân lực nhằm triển khai
các nghiên cứu chất lượng cao phục vụ an ninh quốc phòng và dân sinh.
* Công nghiệp sinh học (bioindustry). Những lĩnh vực sản xuất
chính là:Công nghiệp sinh học y dược (biomidicine) có các nhóm sản
phẩm như hormone, thuốc chống ung thư, kháng sinh, thuốc sinh trưởng,
thuốc miễn dịch (vaccine) . Công nghệ sinh học hóa chất (biochemicals)
có các loại polymer sinh học, acid amin, acid hữu cơ, enzyme công
nghiệp, chất màu, hoạt chất bề mặt. Công nghiệp sinh học môi trường
(bioenvironmental) bao gồm chế phẩm vi sinh vật dùng làm sạch môi
trường, khử sulphate, khí thải, khử trùng và chất kết dính. Công nghiệp
sinh học thực phẩm (biofood). Công nghiệp sinh học năng lượng và tài
nguyên (bioenergy and resources) bao gồm khí methan sinh học, đông
lạnh nhờ CO2, sinh khối quang hợp, khí sinh học, bột giặt vi sinh. Công
nghiệp sinh học nông nghiệp và thủy sản (bioagriculture and ocean) tập
trung cho giống lai, vaccine thú y, sinh phẩm chẩn đoán, phân bón vi sinh,
tài nguyên sinh học biển, nhà máy thức ăn chăn nuôi. Công nghiệp sinhCNSH với việc phát triển bền vững Trương Văn Lung
237
học chế biến (bioprocessing) và kĩ nghệ sinh học (bioengineering) bao
gồm qui trình công nghệ lên men, kĩ thuật nuôi cấy tế bào động vật, kĩ
thuật nuôi cấy tế bào thực vật nhằm tăng hệ số nhân giống những cây đặc
sản, bản địa, những cây có giá trị kinh tế cao, phục vụ cho sản xuất và đời
sống. Công nghệ sinh học kiểm định (bioevaluation and verification
systems) bao gồm công nghệ đánh giá hiệu quả và độ bền vững, biosensor,
biochip, công nghệ chẩn đoán, thiết bị kiểm định sinh học.
Rõ ràng, CNSH là cái chìa khóa mở đường cho sự phát triển nền
kinh tế của đất nước. Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật nói chung và
cuộc cách mạng CNSH nói riêng đã thu hút nhiều người trên trái đất này
tham gia vào sự nghiệp cao cả đó.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Trần Bình, 2003. Định hướng nghiên cứu và triển khai của viện
Công nghệ sinh học. Báo cáo khoa học Hội nghị Công nghệ sinh học
toàn quốc 16-17 tháng 12 năm 2003. Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà
Nội, tr: 48-51
2. Lê Trần Bình, 2004. Những thành tựu nổi bật trong nghiên cứu cơ bản
của khoa học sự sống trong 10 năm qua. Báo cáo khoa học Hội nghị
toàn quốc Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự sống
Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, tr: 17-22.
3. Phạm Hữu Giục, 1999. Định hướng phát triển công nghệ sinh học ở
Việt Nam đến 2010. Báo cáo khoa học Hội nghị Công nghệ sinh học
toàn quốc 9-10 tháng 12 năm 1999. Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà
Nội, tr: 37-46.
4. Phạm Hữu Giục, Lê Minh Sắt, 2003. Các chính sách và định hướng
phát triển công nghệ sinh học thời gian tới ở Việt Nam. Báo cáo khoa
học Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc 16-17 tháng 12 năm 2003.
Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, tr: 44-47.
5. Nguyễn Ngọc Kính, 1999. Chương trình kĩ thuật – kinh tế về công
nghệ sinh học đến năm 2010.Báo cáo khoa học Hội nghị Công nghệ
sinh học toàn quốc 9-10 tháng 12 năm 1999. Nxb Khoa học và Kỹ
thuật Hà Nội, tr: 47-51.
6. Trần Duy Quí, 2003. Chương trình nghiên cứu và phát triển công nghệ
sinh học: thành tựu và thách thức. Báo cáo khoa học Hội nghị Công
nghệ sinh học toàn quốc 16-17 tháng 12 năm 2003. Nxb Khoa học và
Kỹ thuật Hà Nội, tr: 39-43.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH với việc phát triển bền vững Trương Văn Lung
238
7. Lê Văn, 2004. Ngân hàng tế bào gốc đầu tiên trên thế giới, Tạp chí
Thế giới mới, số 595, tr: 56-59.
8. Đỗ Năng Vịnh, 1999. Một số thành tựu và hướng phát triển của công
nghệ tế bào thực vật có triển vọng ứng dụng ỏ nước ta. Báo cáo khoa
học Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc 9-10 tháng 12 năm 1999.
Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, tr: 62-70.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Mở đầu
1. Thế nào là công nghệ sinh học (CNSH)
Sự bùng nổ của CNSH.
Danh từ CNSH xuất hiện vào nửa cuối của thập kỉ 50-70 của thế kỉ
XX, hiện nay được dùng khá phổ biến. Cho đến nay, chúng ta không biết
ai là người đưa ra danh từ này và xuất xứ từ đâu?
Công nghệ sinh học có thể hiểu một cách đơn giản là công nghệ sử
dụng các cơ thể sống để sản xuất các sản phẩm hữu ích phục vụ con
người. Cũng có nhiều người đưa ra nhiều định nghĩa, song chưa có một
định nghĩa nào bao trùm hết ý nghĩa của nó.
Liên đoàn châu Âu về CNSH (European Federation of
Biotechnology) định nghĩa: CNSH là sự ứng dụng thực tiễn của các cơ thể
sinh học hay thành phần tế bào của chúng để tạo ra những sản phẩm phục
vụ cho sản xuất và đời sống, để điều khiển môi trường sống.
Có người lại định nghĩa: CNSH là kĩ thuật cao sử dụng cơ thể sống
hay những chất tách từ cơ thể ấy để tạo ra hay sữa đổi một sinh vật, nhất là
để nâng cao các đặc tính có giá trị kinh tế của các loài động thực vật hay
tạo ra những vi sinh vật có khả năng tác động đến môi trường.
Vừa qua có người lại cho rằng: CNSH được coi là ngành khoa học
công nghệ của việc chuyển nạp gene (DNA) vào tế bào hay cơ thể chủ
nhằm khai thác một cách công nghiệp các sản phẩm của gene đó phục vụ
đời sống, phát triển kinh tế.
Theo những định nghĩa trên có thể hiểu CNSH theo hai nghĩa:
Nghĩa rộng: bao gồm nhiều dạng sử dụng các sinh vật vào các mục
đích sản xuất như làm rượu, làm men bánh mì, fromage (phomat), làm
tương, chao,..
Nghĩa hẹp: CNSH kĩ thuật cao là CNSH phân tử được sử dụng
những kĩ thuật hiện đại tái tổ hợp DNA, biến nạp gene qua con đường
vector plasmid, cố định enzyme, gắn enzyme lên một cơ chất nào đó, giữ
yên để sử dụng nhiều lần….
Tùy thuộc vào việc hiểu định nghĩa rộng hay hẹp mà người ta phân
ra hai loại: CNSH mới (new biotechnology) và CNSH cổ điển (classical
biotechnology).
Công nghệ sinh học cổ điển có thể coi là CNSH xuất hiện trong
lịch sử loài người rất sớm, có thể cách đây 5.000-8.000 năm, thậm chí
10.000 năm. Trong kinh thánh cũng đã nói đến qui trình làm giấm, làm
rượu nho, làm dưa, …đến nay chúng ta vẫn còn sử dụng qui trình đó.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
2
Công nghệ sinh học mới xuất hiện khi kĩ thuật di truyền ra đời.
Chúng ta sẽ có dịp đi sâu vào vấn đề này trong những phần sau.
2. Lịch sử phát triển CNSH
Từ sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, CNSH phát triển như vũ
bão. Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật đã có những thay đổi cơ bản có
liên quan đến sự phát triển của vi sinh vật học, hóa sinh học, lí sinh học,
sinh học phân tử, di truyền học phân tử, hóa sinh học hữu cơ. Nhiều mô
hình nghiên cứu giúp cho việc định hướng đúng đắn sự phát triển của
CNSH đặc biệt là sinh học phân tử.
Vào năm 1950-1960, trong nghiên cứu đã đạt được nhiều thành tựu
to lớn, nổi bật nhất là vấn đề mã di truyền. Đến năm 1960-1962, chứng
minh được cơ chế điều hòa hoạt động gene và sau đó (1969), tổng hợp
được gene là một thành tựu to lớn trong sinh vật học. Sau năm 1972-1975,
sự ra đời của kĩ thuật di truyền, tạo ra sự bùng nổ của CNSH, có thể tiến
hành những sản xuất sinh học bắt đầu những thao tác trong ống nghiệm (in
vitro). Kĩ thuật di truyền đã tạo ra một cuộc cách mạng trong sinh học,
đồng thời nó đánh dấu một bước phát triển trong sinh học phân tử. Những
thành tựu của sinh học phân tử đã dẫn đến những thống nhất trong nghiên
cứu sinh học làm sáng tỏ những nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng
dụng.
Trước khi CNSH ra đời (từ năm 1950-1960) cũng đã có những
bước phát triển như sản xuất vaccine, kháng sinh, acid amin. Sự phát triển
của CNSH đã lôi kéo, tập trung lớn các vấn đề sinh học. Hầu như những
bước tiến lên của sinh học hiện đại lại mở ra những khả năng mới thường
là hoàn toàn bất ngờ đối với CNSH. Trước hết phải nói đến các phương
pháp được hoàn thiện nhờ công nghệ gene (genetic engineering) nhằm cấu
trúc lại các chủng vi khuẩn nấm men với các gene lạ và với các đặc tính đã
dự kiến trước. Tốc độ phát triển CNSH nhanh chóng một cách dị thường,
thực hiện ở qui mô công nghệ rộng lớn về thức ăn gia súc, về thực phẩm
và cả những hormone, peptid, neuropeptid, các chất cao phân tử sinh học
phức tạp đến các hợp chất vô cơ và hữu cơ tương đối đơn giản.
Ngày nay, CNSH đó là công cụ có thể áp dụng cho nhiều ngành
kinh tế khác nhau như nông lâm ngư nghiệp, sản xuất và chế biến thực
phẩm, chăn nuôi thú y, y tế và sức khỏe cộng đồng, sản xuất các dược
chất, sản xuất năng lượng, chuyển hóa hóa chất, chuyển hóa sản phẩm phụ
nông nghiệp và công nghiệp, v.v.
Nhờ phương pháp hóa học dùng polyethylenglycol, phương pháp
vật lí xung điện người ta đã dung hợp protoplast, phương pháp ngâm hạt
phấn vào dung dịch DNA, phương pháp vi tiêm gene, phương pháp dùng
súng bắn gene đã chuyển gene trực tiếp vào các tế bào khác nhau ở thựcCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
3
vật. hoặc, người ta đã chuyển gene gián tiếp được thông qua việc sử dụng
các vector plasmid hay tạo phôi soma v.v.
Có thể nói rằng, CNSH đặc biệt là công nghệ gene thật là kì diệu,
đã mở ra một triển vọng lớn lao giúp con người có thể thực hiện được hoài
bão to lớn trong một tương lai phát triển với một thời gian rút ngắn.
3. Hứa hẹn của CNSH với các nước đang phát triển
Trước cuộc gặp gỡ với các em học sinh trường PTTH, khi các em
hỏi nhà bác học nổi tiếng, viện sĩ trẻ tuổi nhất – phó chủ tịch viện Hàn lâm
Khoa học Liên Xô (cũ) Iu. Ovchianhicov:
Tại sao viện sĩ lại hiến dâng đời mình cho sinh vật học? Viện sĩ có
lấy làm tiếc về điều đó không?
Nhà bác học mỉm cười và nói:
* Không, tui không tiếc
Và sau đó giải thích:
* Vâng, chắc là có những khoa học không kém phần quan trọng
hơn sinh vật học. Nhưng tui không biết có khoa học nào khác lại quan
trọng hơn sinh vật hoc.
Câu trả lời hoàn toàn đúng đắn và tất nhiên đã chứa đựng trong đó
lòng say mê và tình yêu của nhà bác học đối với lĩnh vực hoạt động sáng
tạo đã được lựa chọn. Viện sĩ đã xác định một cách sâu sắc và rõ ràng vị
trí khoa học về sự sống, về tính qui luật vận động vật chất sống trong hệ
thống khoa học cơ bản, phức tạp và hiện đại.
Cách đây hơn 40 năm, khi trả lời phỏng vấn của nhà khoa học
thế giới về tương lai của di truyền một nhà khoa học về sinh học phân tử
đã nói:
“Khó mà tiên đoán, nhưng chỉ biết đến năn 2000 trong một buổi
sáng mùa xuân, thí sinh của tui sẽ trả lời được câu hỏi “bằng cách biến đổi
di truyền thế nào và chuyển gene ra sao để những cây Đậu Hà Lan đổi
chiều cuộn ngược lại từ phải sang trái trên giá đỡ, để sao cho toàn bộ các
lá hứng được ánh sáng mặt trời tạo điều kiện cho quang hợp được tốt nhất.
Và cũng bằng cách chuyển gene như thế nào để có thể “bốc thuốc gene”
chữa cho một hoàng tử mắc bệnh tâm thần”.
Ngày nay, công nghệ gene đã giúp cho việc chuyển gene ưu việt
vào việc tạo giống mới, ghép các gene tăng sức đề kháng của cây như tạo
ra nhiều chất ức chế sự tiêu hóa của sâu bọ, người ta cũng đã chuyển gene
protein capsid (những kháng thể của cây) có thể chống được các virus.
Người ta cũng đã dùng súng bắn gene đưa những gene chống chịu điều
kiện bất lợi của ngoại cảnh vào cơ thể để chống hạn hán, chống sâu bệnh,
v.v. Bằng phương pháp chuyển gene di truyền, người ta biến bò sữa cho
bò yaourt, bằng phương pháp dung hợp protoplast người ta đã tạo ra
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
4
những cây vừa ăn củ (củ khoai tây) vừa ăn quả (quả cà chua), sản xuất
vaccine tái hổ hợp, làm phóng đại gene với kĩ thuật PCR (polymerase
chaine reaction) đã thu được nhiều kết quả quí báu. Đặc biệt ngày
26/6/2000, các nhà khoa học thuộc dự án lập bản đồ gene người, một dự
án đa quốc gia do Anh, Mĩ tài trợ và công ti Celera Genomics (CG) của
Craig Venter cùng công bố bản đồ gene (BĐG) người và được đánh giá
tương đương với việc nhà du hành vũ trụ Mĩ Neil Amstrong đặt bước chân
đầu tiên lên mặt trăng vào năm 1969; và hơn cả thành tựu tìm ra thuốc
kháng sinh . Đó là một thành tựu to lớn nhất trong lịch sử di truyền học,
sinh học phân tử và y học phân tử kể từ khi Watson và Crick công bố cấu
trúc xoắn kép của phân tử DNA năm 1953. Trước đó các nhà khoa học
ước tính ít nhất phải đến 2005 mới thiết lập được BĐG cho khoảng 80%
các gene trong hệ gene người với kinh phí ít nhất là ba tỉ USD. Trong thực
tế, các nhà khoa học đã công bố BĐG người với 97% và đến năm 2002
người ta đã giải mã hoàn toàn BĐG người. Người ta đã phát hiện rằng,
trong con người chỉ có 30.000 đến 35.000 gene (trước đây người ta cho
rằng trong con người có từ 60.000 đến 100. 000 gene). Một số đối tượng
khác lại còn cao hơn như ở lúa có 50.000 gene. Nhìn chung thì có đến
98% gene tương đồng.
Bản đồ geneCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
5
Tiếp theo đó, người ta đã phát hiện nhiều gene có khả năng trị
nhiều bệnh hiểm cùng kiệt cho con người. Hơn thế nữa, ngày 27/12/2002
Giám đốc điều hành công ti sinh sản vô tính (SSVT) Clonaid-Brigitte
Boisselier cho biết nhóm nhà khoa học thuộc công ti này lần đầu tiên đã
thực hiện thành công ca SSVT vào ngày 26 tháng 12 năm 2002 và cho ra
đời bé gái đặt tên là Eve. Không ảnh, không băng hình, không tiết lộ danh
tính người phụ nữ 31 tuổi thực hiện ca SSVT, Boisselier nói rằng clonaid
sẽ cung cấp chứng cứ bằng mẫu DNA trong 8-9 ngày kể từ ngày công bố.
Xét ở góc độ khoa học, người ta còn bán tính bán nghi thông tin trên.
Nhưng ở góc độ xã hội, sự điên rồ trong ý tưởng được nâng lên tầm “tôn
giáo” của Clonaid thì không ai ngờ vực.
Việc nhân bản vô tính con Cừu Dolly đã nổi tiếng một thời (tháng
2 năm 1997), nay Cừu Dolly đã chết sau 6 năm tuổi (công bố ngày
15/2/2003). Phân tích thì thấy nó đã 12 năm tuổi vì lấy tế bào từ mẹ nó có
6 năm tuổi, sau này người ta còn nhân bản nhiều động vật khác như chuột,
mèo, dê, lợn.Gần đây, ngày 7/8/2003, TS Golli người Italia thực hiện việc
nhân bản thêm con ngựa. Việc nhân bản vô tính các động vật đã mở ra một
hướng mới trong việc bảo tồn nguồn gene quí hiếm của các động vật có
nguy cơ diệt chủng và đang diệt chủng.
Thời gian gần đây người ta cũng đã nuôi cấy tế bào gốc (stem
cells) .Khi phôi còn ở giai đoạn rất sớm mới có 8 tế bào thì một tế bào đều
HÖ gene ng- êi
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
6
có khả năng phát triển thành một phôi hoàn chỉnh hay phân hóa thành
bất kì loại tế bào nào của cơ thể sau này. Những tế bào này được gọi là tế
bào gốc nguyên phát. Ở nhau thai một số tế bào cũng còn duy trì được khả
năng phân hóa tiềm năng và có thể nuôi cấy thành dòng tế bào gốc thứ
phát.
Người ta cũng đã ứng dụng công nghệ nano sinh học
(bionanotechnology) cho phép thu nhận những thông tin về hệ thống sinh
học ở mức lượng tử, đầu dò kích thước nano tới kích thước một phân tử
riêng rẻ dùng trong chẩn đoán bệnh. Công nghệ nano là phương pháp in
stitu mới để cung cấp thông tin tốt hơn về chức năng tế bào, là công nghệ
thao tác cải biến 2 chiều và 3 chiều đối với mô và tế bào, vận chuyển và
phân phối thuốc hay gene vào mô và tế bào thông qua khống chế kích
thước hạt, hoạt hóa và giải phóng chất thuốc qua cơ chế và thiết bị như
bơm kích thước nano, van tế bào vào cơ quan nhân tạo.
Ở Việt Nam, chúng ta cũng đã dùng phương pháp trực tiếp bắn
gene và phương pháp gián tiếp chuyển gene bằng con đường plasmid để
đưa gene chống chịu rầy nâu vào cây lúa (viện Lúa Đồng bằng sông Cửu
Long), cây mía chịu hạn (viện CNSH Hà Nội) đạt kết quả bước đầu. Xí
nghiệp Dược TW cũng đã chuyển nạp gene để chế vaccine có kết quả. Gần
đây, ngày 24 tháng 2 năm 2004, tiếp theo viện CNSH Hà Nội, viện Pasteur
thành phố Hồ Chí Minh cũng đã giải mã thành công bộ gene H5N1 (gây
bệnh cúm ở người từ gà) để có hướng điều trị bệnh này.
Những thành tựu khoa học hiện nay, những kinh nghiệm của thế
giới đã chứng minh rằng: người ta ngày nay đã chú ý đến những gì đã xẩy
ra trong toàn bộ sinh học và nhất là trong những lĩnh vực riêng của sinh
học – CNSH.
Ý nghĩa xuất sắc của CNSH là ở chỗ nhờ sức mạnh đa dạng của
mình mà nó đã mở ra những con đường mới mẻ để giải quyết hàng loạt
các vấn đề có tính toàn cầu như tính hạn chế và mối đe doạ thực sự của
tiêu hao các nguồn năng lượng, thực phẩm truyền thống và cuối cùng là sự
ô nhiễm môi trường xung quanh.
Đối với các nước đang phát triển, CNSH là một vấn đề then chốt,
mà vốn các nước này đã bị coi là khác biệt so với các nước có nền công
nghiệp phát triển.
Thời gian qua, trong các nước đang phát triển có một số nước vươn
lên và đạt trình độ khoa học công nghệ cao. Họ có một nền tảng công nghệ
vững và một thị trường đủ rộng để đảm bảo làm chủ một số mũi nhọn
CNSH hướng chúng vào phục vụ các nhu cầu của nước mình.
Tuy nhiên, đa số các nước đang phát triển còn đang thiếu nguồn
vốn để khai thác các công nghệ đó, thiếu hạ tằng cơ sở cho nhiều nghiênCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
7
cứu cơ bản, ứng dụng và thiếu người có trình độ cần thiết cho các ngành
công nghiệp sinh học. Vì vậy các nước này phải kết hợp hài hòa những
tiến bộ của CNSH với tình trạng thiếu vốn nhưng lại dư thừa lao động,
những bí quyết của CNSH, qui trình CNSH cổ truyền v.v.
Hiện nay các nước cùng kiệt nhất và kém phát triển về mặt công nghệ
và khoa học cũng có thể thu được một số lợi ích do tiến bộ của CNSH và
tham gia vào cuộc “cách mạng CNSH” nhờ các mạng lưới hợp tác quốc tế
và khu vực.
Riêng khu vực châu Á, một số trung tâm CNSH ra đời như trung
tâm Tư liệu Thế giới về các Vi sinh vật MIRCEN ở Nhật Bản, viện CNSH
của Đại học Osca, viện Nghiên cứu Khoa học Kĩ thuật Thái Lan (cho vùng
Đông Nam Á), trung tâm New Delhi nghiên cứu về cố định N2 sinh học,
tính chống chịu cây lương thực, cải thiện và phân phối chất dinh dưỡng
trong thực vật, tăng trưởng và tái sản xuất gia súc, phát vaccine phòng
bệnh nhiệt đới. Viện Nghiên cứu Cao su bằng nuôi cấy mô ở Malaysia
(RRIM), công ti Mực in và Hóa chất Dainippon (DIC) Tokyo Nhật Bản
chuyên sản xuất các chất sinh học tinh khiết và các chất màu thực phẩm,
thức ăn cho cá, mĩ phẩm từ các loài tảo. v.v. Công nghệ sinh học có tầm
quan trọng to lớn, vì vậy, CNSH đã trở thành một trong bốn mũi nhọn của
thế giới ngày nay (điện tử và tin học, năng lượng, vật liệu mới, công nghệ
sinh học).
Ở Việt Nam, Đảng và Nhà nước ta cũng đã thấy rõ tầm quan trọng
của CNSH. Văn kiện Hội nghị lần thứ VII của Ban chấp hành TW Đảng
khóa 2 cũng đã nhấn mạnh: “Ưu tiên và ứng dụng phát triển các công nghệ
tiên tiến như: công nghệ thông tin phục vụ yêu cầu điện tử hóa và tin học
hóa nền kinh tế quốc dân; CNSH trước hết phục vụ phát triển nông, lâm,
ngư nghiệp, chế biến thực phẩm, dược phẩm và bảo vệ môi trường sinh
thái; công nghệ chế tạo và gia công vật liệu, nhất là nguồn nguyên liệu
trong nước” (bài phát biểu của đ/c nguyên Tổng Bí thư Đổ Mười tại Hội
nghị lần thứ 7 BCH TW Đảng khóa VII ngày 25/7/1994 trang 84). Trong
các Đại hội VIII, IX, Đảng ta cũng rất chú trọng đến vấn đề CNSH.
Trong Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc 2003 (ngày 16-
17/12/2003), trong định hướng nghiên cứu và triển khai của viện CNSH
thuộc viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, PGS.TS. Trần Lê Bình
Viện trưởng viện CNSH đã đặt vấn đề: CNSH được nhà nước Việt Nam
ưu tiên phát triển như một trong 4 ngành khoa học công nghệ trọng điểm.
CNSH được coi là “công cụ hiện đại hóa” của sinh học trong việc phục vụ
phát triển nông lâm ngư nghiệp, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường
bền vững.Về bản chất, CNSH tự thân phải là một ngành khoa học công
nghệ hoàn chỉnh, có tính độc lập về khoa học và về phạm vi ứng dụng, có
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH-Mở đầu Trương Văn Lung
8
sức sống riêng và tồn tại như một lĩnh vực khoa học công nghệ hiện đại
như công nghệ thông tin, công nghệ điện tử…đang góp phần thúc đẩy sự
phát triển kinh tế xã hội. Để đáp ứng được yêu cầu đó, CNSH một mặt
phải được xây dựng như các ngành khoa học hiện đại, bên cạnh đặc tính
liên ngành phải dựa trên nền tảng khoa học riêng vững chắc và đặc thù
không trùng lặp với các lĩnh vực khoa học công nghệ khác như công nghệ
gene, công nghệ tế bào động thực vật và vi sinh vật, công nghệ enzyme và
protein. Mặt khác, CNSH phải có mục tiêu và nội dung nghiên cứu đặc
trưng riêng, đó là xây dựng và phát triển ngành Công nghiệp sinh học với
chủng loại công nghệ và hàng hóa mang dấu ấn đặc thù của CNSH mà
những định hướng hoàn thiện và chuyển giao công nghệ phục vụ sản xuất.
Rõ ràng, CNSH là cái chìa khóa mở đường cho sự phát triển nền
kinh tế của đất nước. Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật nói chung và cuộc
cách mạng CNSH nói riêng đã thu hút nhiều người trên trái đất này tham
gia vào sự nghiệp cao cả đó. Viện sĩ N.N. Semionov đã viết rằng: “Đặc
điểm cơ bản của khoa học ở thế kỉ thứ XX là ở chỗ, nó không còn là người
nữ tì của sản xuất mà trở thành người mẹ của sản xuất. Sinh học đã chiếm
một vị trí như thế. Tiếp sau đó là vật lí học và hóa học”.
hướng nghiên cứu cụ thể để phục vụ cho nhu cầu kinh tế xã hội của khu
vực và của cả nước. Nhiều nơi cũng có thể nghiên cứu ứng dụng một số
mặt sau:
* Công nghệ gene: nghiên cứu sự thay đổi genome của người và
các sinh vật khác dưới tác động của môi trường, của chiến tranh hóa học.
Nghiên cứu đặc điểm genome của các tộc người Việt Nam, trước mắt là
các genome ti thể, NST giới tính, góp phần vào việc nghiên cứu y tế dự
phòng và điều trị bằng liệu pháp gene. Mở rộng sự hợp tác giữa ngành
sinh học và các ngành khác để góp phần hiện đại hóa những nghiên cứu về
phân loại và đánh giá tài nguyên sinh vật. Đưa công nghệ gene vào việc
nghiên cứu sản xuất vaccine thế hệ mới và sản xuất các kít chẩn đoán bệnh
ở người, động vật và thực vật. Từng bước đưa kĩ thuật DNA array vào
nghiên cứu và ứng dụng.
* Công nghệ enzyme protein: ứng dụng enzyme công nghiệp vào
việc chế biến sản phẩm nông lâm ngư nghiệp và làm thuốc chữa bệnh.
Đồng thời, nhanh chóng việc nghiên cứu proteomics thành công cụ đắc
lực cho việc đánh giá chức năng gene và tìm kiếm những protein có giá trị
dược phẩm cao, sản xuất protein tái tổ hợp và chẩn đoán bệnh ở người và
gia súc. Miễn dịch học phân tử là một nội dung nghiên cứu sẽ mang lại
hiệu quả ứng dụng cao trong sản xuất vaccine và kít chẩn đoán, kháng
sinh, vitamin từ công nghệ lên men vi sinh vật và vi sinh vật tái tổ hợp.
* Công nghệ vi sinh:
- Nghiên cứu tài nguyên vi sinh vật để đánh giá tính đa dạng của
chúng ở các hệ sinh thái. Xây dựng bảo tàng vi sinh vật cấp quốc gia như
một đơn vị có tư cách pháp nhân độc lập trong giao dịch và quản lí các
chủng giống vi sinh vật.
- Đánh giá và khai thác tài nguyên vi sinh vật thông qua profiling
các hoạt chất, xây dựng cơ sở dữ liệu về tài nguyên vi sinh vật. Nghiên
cứu lân lập và tuyển chọn các giống có hoạt tính và sản luợng cao.
- Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghiệp lên men vi sinh
vật thành một ngành sản xuất các loại sản phẩm như nguyên liệu làm
thuốc, kháng sinh, vitamin, acid amin, các phụ gia, các chất màu thực
phẩm, mĩ phẩm.
* Công nghệ tế bào động vật: nghiên cứu công nghệ sinh sản
cloning; công nghệ tế bào gốc và cơ sở khoa học của phương pháp trị liệu
tế bào; lập bản đồ gene và các tính trạng tốt ở vật nuôi; chuyển gene ở
động vật.
* Công nghệ tế bào thực vật: nghiên cứu hoàn thiện qui mô công
nghiệp và chuyển giao công nghệ nhân giống vô tính cây trồng nông lâm
nghiệp (cây ăn quả đặc sản, cây công nghiệp, cây hoa, cây cảnh và cây
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH với việc phát triển bền vững Trương Văn Lung
236
lâm nghiệp bản địa và cây lai cao sản); từng bước triển khai sử dụng chỉ
thị phân tử và lập bản đồ gene vào công tác chọn giống trên cơ sở công
nghệ truyền thống và công nghệ tế bào; đưa công nghệ tạo cây chuyển
gene vào thực tiễn sản xuất; cải tiến giống cây trồng vật nuôi, phân bón,
thuốc trừ sâu sinh học, kít chẩn đoán bệnh ở cây trồng và vật nuôi, bảo
quản và chế biến các sản phẩm nông lâm ngư nghiệp để tăng giá trị sử
dụng và thương mại.
* Công nghệ sinh học y dược, sản phẩm của chúng có hàm lượng
CNSH cao, chất lượng tốt (nghệ đen, nhân sâm Ngọc Linh, v.v.), những
chất có hoạt tính sinh học mạnh ở động vật, thực vật và vi sinh vật. Các
vaccine thế hệ mới bao gồm vaccine tế bào, vaccine tái tổ hợp, vaccine
DNA. Các loại thuốc điều trị có nguồn gốc protein tái tổ hợp như kháng
thể đa dòng và đặc biệt là kháng thể đơn dòng, các loại hormone dạng
protein, các protein đặc trị. Các liệu pháp công nghệ cao như liệu pháp
gene, liệu pháp tế bào dùng chữa những bệnh hiểm nghèo.
Trong thời gian tới CNSH sẽ chú trọng vào việc phục vụ lĩnh vực y
dược và an ninh quốc phòng. Cần hợp tác giữa các trường đại học và các
viện nghiên cứu để nghiên cứu vaccine tái tổ hợp, di truyền phân tử ở
người và kít chẩn đoán bệnh truyền nhiễm và bệnh hiểm nghèo. Trong
thời gian tới cần phối hợp với bộ Quốc phòng và bộ Công an để xác định
hài cốt liệt sĩ .
* Công nghệ sinh học phục vụ môi trường là nâng cao chất lượng
nghiên cứu khoa học trong làm sạch nước thải, khử nitrogen, làm sạch ô
nhiễm dầu và kim loại nặng, các phương pháp tẩy các chất độc hóa học,
xây dựng cơ sở vật chất trang thiết bị, đào tạo nhân lực nhằm triển khai
các nghiên cứu chất lượng cao phục vụ an ninh quốc phòng và dân sinh.
* Công nghiệp sinh học (bioindustry). Những lĩnh vực sản xuất
chính là:Công nghiệp sinh học y dược (biomidicine) có các nhóm sản
phẩm như hormone, thuốc chống ung thư, kháng sinh, thuốc sinh trưởng,
thuốc miễn dịch (vaccine) . Công nghệ sinh học hóa chất (biochemicals)
có các loại polymer sinh học, acid amin, acid hữu cơ, enzyme công
nghiệp, chất màu, hoạt chất bề mặt. Công nghiệp sinh học môi trường
(bioenvironmental) bao gồm chế phẩm vi sinh vật dùng làm sạch môi
trường, khử sulphate, khí thải, khử trùng và chất kết dính. Công nghiệp
sinh học thực phẩm (biofood). Công nghiệp sinh học năng lượng và tài
nguyên (bioenergy and resources) bao gồm khí methan sinh học, đông
lạnh nhờ CO2, sinh khối quang hợp, khí sinh học, bột giặt vi sinh. Công
nghiệp sinh học nông nghiệp và thủy sản (bioagriculture and ocean) tập
trung cho giống lai, vaccine thú y, sinh phẩm chẩn đoán, phân bón vi sinh,
tài nguyên sinh học biển, nhà máy thức ăn chăn nuôi. Công nghiệp sinhCNSH với việc phát triển bền vững Trương Văn Lung
237
học chế biến (bioprocessing) và kĩ nghệ sinh học (bioengineering) bao
gồm qui trình công nghệ lên men, kĩ thuật nuôi cấy tế bào động vật, kĩ
thuật nuôi cấy tế bào thực vật nhằm tăng hệ số nhân giống những cây đặc
sản, bản địa, những cây có giá trị kinh tế cao, phục vụ cho sản xuất và đời
sống. Công nghệ sinh học kiểm định (bioevaluation and verification
systems) bao gồm công nghệ đánh giá hiệu quả và độ bền vững, biosensor,
biochip, công nghệ chẩn đoán, thiết bị kiểm định sinh học.
Rõ ràng, CNSH là cái chìa khóa mở đường cho sự phát triển nền
kinh tế của đất nước. Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật nói chung và
cuộc cách mạng CNSH nói riêng đã thu hút nhiều người trên trái đất này
tham gia vào sự nghiệp cao cả đó.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Trần Bình, 2003. Định hướng nghiên cứu và triển khai của viện
Công nghệ sinh học. Báo cáo khoa học Hội nghị Công nghệ sinh học
toàn quốc 16-17 tháng 12 năm 2003. Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà
Nội, tr: 48-51
2. Lê Trần Bình, 2004. Những thành tựu nổi bật trong nghiên cứu cơ bản
của khoa học sự sống trong 10 năm qua. Báo cáo khoa học Hội nghị
toàn quốc Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự sống
Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, tr: 17-22.
3. Phạm Hữu Giục, 1999. Định hướng phát triển công nghệ sinh học ở
Việt Nam đến 2010. Báo cáo khoa học Hội nghị Công nghệ sinh học
toàn quốc 9-10 tháng 12 năm 1999. Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà
Nội, tr: 37-46.
4. Phạm Hữu Giục, Lê Minh Sắt, 2003. Các chính sách và định hướng
phát triển công nghệ sinh học thời gian tới ở Việt Nam. Báo cáo khoa
học Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc 16-17 tháng 12 năm 2003.
Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, tr: 44-47.
5. Nguyễn Ngọc Kính, 1999. Chương trình kĩ thuật – kinh tế về công
nghệ sinh học đến năm 2010.Báo cáo khoa học Hội nghị Công nghệ
sinh học toàn quốc 9-10 tháng 12 năm 1999. Nxb Khoa học và Kỹ
thuật Hà Nội, tr: 47-51.
6. Trần Duy Quí, 2003. Chương trình nghiên cứu và phát triển công nghệ
sinh học: thành tựu và thách thức. Báo cáo khoa học Hội nghị Công
nghệ sinh học toàn quốc 16-17 tháng 12 năm 2003. Nxb Khoa học và
Kỹ thuật Hà Nội, tr: 39-43.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiCNSH với việc phát triển bền vững Trương Văn Lung
238
7. Lê Văn, 2004. Ngân hàng tế bào gốc đầu tiên trên thế giới, Tạp chí
Thế giới mới, số 595, tr: 56-59.
8. Đỗ Năng Vịnh, 1999. Một số thành tựu và hướng phát triển của công
nghệ tế bào thực vật có triển vọng ứng dụng ỏ nước ta. Báo cáo khoa
học Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc 9-10 tháng 12 năm 1999.
Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, tr: 62-70.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: