Ứng dụng công nghệ gen

Trong sản xuất và đời sống, kĩ thuật gen được ứng dụng trong các lĩnh vực chính như sau :

1. Tạo ra các chủng vi sinh vật mới

Kĩ thuật gen được ứng dụng để tạo ra các chủng vi sinh vật mới có khả năng sản xuất nhiều loại sản phẩm sinh học (axit amin, prôtêin, vitamin, enzim, hoocmôn, kháng sinh...) với số lượng lớn và giá thành rẻ.

Như ta đã biết, tế bào nhận được dùng phố biến hiện nay là E. coli (vi khuẩn đường ruột) và nấm men. Chúng có ưu điểm là để nuôi cấy và có khá năng sinh sản rất nhanh, dẫn đến tăng nhanh số bản sao của gen được chuyển. Tế bào E. coli sau 30 phút lại nhân đôi. Sau 12 giờ, một tê bào ban đầu sẽ sinh ra 16 triệu tê bào.

Những điều nêu trên giúp ta hiểu rõ tại sao dùng chủng E. coli được cấy gen mã hoá hoocmôn insulin ở người trong sản xuất thì giá thành insulin đê chữa bệnh đái tháo đường rẻ hơn hàng vạn lần so với trước đây phải tách chiết từ mô động vật. Tương tự như vậy, người ta đã sừ dụng vi khuẩn E. coli được chuyển gen từ xạ khuẩn để nâng cao hiệu quả sản xuất các chất kháng sinh.

2. Tạo giống cây trồng biến đổi gen

Trên thế giới, bằng kĩ thuật gen người ta đã đưa nhiều gen quy định nhiều đặc điểm quý như năng suất và hàm lượng dinh dưỡng cao, kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ dại và chịu được các điểu kiện bất lợi, tăng thời hạn bảo quản, khó bị dập nát khi vận chuyển... vào cây trồng.

Người ta đã chuyển được gen quy định tổng hợp (β — carôten (tiền vitamin A) vào tế bào cây lúa và tạo ra giống lúa giàu vitamin A. góp phần cải  thiện tình trạng thiếu vitamin A của hơn 100 triệu trẻ em trên thế giới (hằng năm có 2 triệu trẻ em từ vong vì thiếu vitamin A); chuyển được gen từ một giống đậu của Pháp vào tế bào cây lúa làm tăng hàm lượng sắt trong gạo lên 3 lần, khắc phục tình trạng thiếu sắt và thiếu máu ở người. Ở Anh, gen tạo chất flavônol chống bệnh ung thư và bệnh tim mạch từ thuốc lá cảnh (Petunia hybrida) đã được cấy vào cà chua; chuyển gen kháng sâu từ đậu tương dại vào đậu tương trồng và ngô, chuyển gen kháng được nhiều loại thuốc diệt cỏ từ thuốc lá cảnh vào cây đậu tương, chuyển gen kháng virut gây thối củ vào khoai tây...

Ở Việt Nam trong điều kiện phòng thí nghiệm đã chuyển được gen kháng rầy nâu, kháng sâu kháng bệnh bạc lá, kháng một số loại nấm, gen tổng hợp vitamin A, kháng virut, gen chín sớm... vào một số cây trồng như lúa, ngô, khoai tây, cải bắp, thuốc lá, đu đủ.

3.Tạo động vật biến đổi gen

Thành tựu chuyển gen vào động vật còn rất hạn chế vì các hiệu quả phụ do gen được chuyển gây ra ở động vật biến đổi gen.

Trên thế giới, người ta đã chuyển gen sinh trường ở bò vào lợn, giúp cho hiệu quả tiêu thụ thức ăn cao hơn, hàm lượng mỡ ít hơn lợn bình thường. (Nhưng ở con lợn trên lại xuất hiện các vấn đề như tim nở to, hay bị loét dạ dày, viêm da). Đã chuyển được gen xác định mùi sữa ở người vào tế bào phôi bò cái làm cho sữa bò có mùi sữa nguời và dễ tiêu hoá dùng để nuôi trẻ trong vòng 6 tháng tuổi. Đã chuyển được gen tổng hợp hoocmôn sinh trưởng và gen chịu lạnh từ cá Bắc Cực vào cá hồi và cá chép.

Ở Việt Nam, đã chuyển được gen tổng hợp hoocmôn sinh trưởng ở người vào cá trạch. Đến nay, động vật biến đổi gen chủ yếu dùng trong nghiên cứu sự biểu hiện của một số gen và sản xuất thử nghiệm một số prôtêin có giá trị cao.

Sơ đồ tư duy công nghệ gen: