Những ứng dụng của nuôi cấy mô

Dưới đây là một số ứng dụng chính của kỹ thuật nuôi cấy mô (tissue culture), được chia theo lĩnh vực: 1. Ứng dụng trong nông–lâm–ngư nghiệp • Vi nhân giống (micropropagation): nhân nhanh số lượng cây giống giữ nguyên tính trạng quý (giống khoai tây, lan, hoa lan, dâu tây…). • Sản xuất giống sạch bệnh: nuôi cấy chồi (meristem culture) loại bỏ virus, vi khuẩn gây hại, cho ra cây con “được làm sạch”. • Tạo giống mới qua lai xa (embryo rescue): cứu phôi lai giữa các loài khác nhau, thu được dòng lai khó thuần. • Lai ghép tế bào (somatic hybridization): tách và hợp nhất protoplast từ hai loài để tạo dòng lai somatic, vượt giới hạn giao phối tự nhiên. • Tạo giống không hạt (seedless): nuôi cấy đa bội (triploid, tetraploid) hoặc somatic embryogenesis cho trái không có hạt. • Bảo tồn nguồn gen: bảo quản chồi hoặc mô dưới điều kiện tăng trưởng chậm, hoặc đông lạnh (cryopreservation) kéo dài hàng chục–hàng trăm năm. 2. Ứng dụng trong công nghiệp dược và sinh hóa • Sản xuất kháng sinh, kháng ung thư, chất chống oxy hóa… từ nuôi cấy tế bào hoặc mô thực vật: gọi chung là “dịch chiết thứ cấp” (secondary metabolites). • Thử nghiệm độc tính (toxicology) và khảo sát tác dụng sinh học của các hoạt chất trên tế bào thực vật hoặc động vật. • Tạo hạt giống tổng hợp (synthetic seeds): bao chứa nút chồi hoặc phôi somatic trong bao polyme, dễ bảo quản và vận chuyển. 3. Ứng dụng trong y–sinh học và công nghệ sinh học • Nuôi cấy tế bào động vật: tạo dòng tế bào liên tục để sản xuất kháng thể đơn dòng, vaccine (ví dụ vaccine bại liệt), protein tái tổ hợp (insulin, interferon…). • Mô hình nghiên cứu thuốc, độc chất: thử tác dụng dược lý, sinh hóa trực tiếp trên tế bào người hoặc thú thí nghiệm, giảm thiểu dùng động vật sống. • Công nghệ tế bào gốc (stem cell): hướng hóa phát triển tế bào gốc thành nhiều loại mô, ứng dụng trong y học tái tạo (regenerative medicine), điều trị rối loạn thoái hóa. • Nuôi cấy cơ quan mô hình (organoids): mô phỏng cấu trúc và chức năng cơ quan thật (ruột, gan, não…) để nghiên cứu bệnh và thử thuốc. 4. Ứng dụng trong nghiên cứu cơ bản • Nghiên cứu quá trình phân chia, biệt hóa tế bào, tương tác gen–môi trường. • Cơ chế hình thành phôi somatic, sinh tổng hợp chất thứ cấp. • Phân tích đột biến somaclonal (somaclonal variation) để chọn tạo dòng mới có tính trạng mong muốn. Nhờ ưu điểm kiểm soát chặt chẽ môi trường (độ ẩm, ánh sáng, dinh dưỡng), nuôi cấy mô đã trở thành công cụ không thể thiếu trong nông nghiệp hiện đại, công nghiệp dược phẩm cũng như nghiên cứu y–sinh học.