Dòng hóa hay còn gọi là nhân bản vô tính, là quá trình tạo ra các tế bào hoặc cá thể hoàn toàn giống nhau về mặt di truyền từ một hay nhiều tế bào gốc, có thể thực hiện tự nhiên hoặc nhân tạo.
Cấy giống cho phép tạo ra nhiều cá thể có di truyền hoàn toàn giống với cá thể mẹ mà không cần kết hợp với cá thể cha. Nhiều sinh vật trong tự nhiên như một số loại vi khuẩn, côn trùng và thực vật có khả năng này. Trong nghiên cứu sinh học, dòng hóa là kỹ thuật sao chép DNA, tế bào, hoặc thậm chí là toàn bộ sinh vật.
Sinh sản vô tính là phương pháp sinh sản đơn giản không cần thụ tinh (không phân biệt giới tính). Phương pháp này tạo ra các cá thể từ một tế bào gốc mà không phụ thuộc vào giới tính. Sinh sản vô tính tạo ra nhiều phiên bản từ tế bào gốc mà không liên quan đến sự kết hợp di truyền của hai sinh vật, khác với sinh sản hữu tính là kết hợp vật chất di truyền từ hai sinh vật.
Sinh sản vô tính thu hút sự chú ý và thường được nhắc đến trên các phương tiện truyền thông sau khi cừu Dolly - động vật có vú đầu tiên được nhân bản. Sau đó, nhiều động vật khác như chó, lợn, dê cũng được nhân bản.
Nhân bản DNA phân tử
Nhân bản DNA phân tử là phương pháp tạo ra các bản sao của một đoạn DNA, thường nhằm mục đích nghiên cứu một gen cụ thể hoặc một phần nhỏ của DNA. Kỹ thuật này thường được áp dụng trong nghiên cứu di truyền hoặc trong ngành công nghiệp thực phẩm để chế tạo protein.
Nhân bản DNA phân tử thường gồm 4 bước
- phân chia DNA thành các đoạn nhỏ
- ghép nối các đoạn này theo trình tự mới
- chèn các chuỗi DNA vào tế bào
- chọn các tế bào có khả năng duy trì và phát triển thông tin từ các chuỗi DNA mới.
Cừu Dolly
Dolly, con cừu sinh ngày 5 tháng 7 năm 1996 và mất vào ngày 14 tháng 2 năm 2003, được giới truyền thông công nhận là động vật đầu tiên được tạo ra bằng phương pháp nhân bản. Tuy nhiên, vào năm 1952, các nhà khoa học đã thành công trong việc nhân bản nòng nọc. Cừu Dolly được tạo ra tại viện nghiên cứu Roslin Institute ở Scotland và qua đời sau sáu năm. Hiện xác của Dolly được bảo quản bằng cách nhồi bông và trưng bày tại bảo tàng Hoàng gia Edinburgh.
Cừu Dolly đã chứng minh rằng có thể sử dụng một tế bào trưởng thành đơn lẻ để tái tạo và phát triển thành một sinh vật mới với toàn bộ bộ gen của nó.
Tuy nhiên, quá trình tạo ra Dolly đã tốn kém nhiều công sức hơn so với tự nhiên. Với 277 trứng được sử dụng, chỉ 29 bào thai được hình thành, trong đó chỉ có 3 phát triển và chỉ một con cừu, Dolly, sống sót.
Sau thành công của Dolly, các nhà khoa học đã tiếp tục nghiên cứu và tạo ra thêm 70 con cừu từ 9.000 thử nghiệm, mặc dù một phần ba trong số đó đã chết khi còn nhỏ. Con lừa ngựa tên Prometea là kết quả của 328 lần thử nghiệm. Mặc dù nòng nọc là sinh vật đầu tiên được nhân bản, chưa có con ếch trưởng thành nào được tạo ra từ tế bào cơ thể của ếch trưởng thành.
Trung Trung và Hoa Hoa
Kể từ khi cừu Dolly, động vật có vú đầu tiên được nhân bản thành công vào năm 1996 bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào soma (SCNT), đã có 23 loài động vật có vú được nhân bản thành công, bao gồm bò, mèo, chó, ngựa và chuột. Tuy nhiên, việc áp dụng kỹ thuật này cho động vật linh trưởng vẫn chưa thành công, với không một trường hợp mang thai nào kéo dài hơn 80 ngày. Khó khăn chính có thể nằm ở việc lập trình chính xác của hạt nhân chuyển để hỗ trợ sự phát triển của phôi.
Trung Trung (chữ Hán: 中中, bính âm: Zhōng Zhōng; sinh ngày 27 tháng 11 năm 2017) và Hoa Hoa (chữ Hán: 华华, bính âm: Huá Huá; sinh ngày 5 tháng 12 năm 2017) ghép lại thành Trung-Hoa (tên gọi khác của Trung Quốc) là hai con khỉ đuôi dài được nhân bản vô tính bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào soma (SCNT), kỹ thuật từng tạo ra cừu Dolly. Chúng là động vật linh trưởng đầu tiên được tạo ra bằng phương pháp này. Không giống như các nỗ lực trước đó, các nhân được sử dụng không phải từ tế bào phôi thai mà từ tế bào gốc bào thai. Hai con khỉ này được sinh ra tại Viện Khoa học Thần kinh thuộc Viện Khoa học Trung Quốc ở Thượng Hải. Sự ra đời của chúng đã dấy lên nhiều lo ngại trong cộng đồng sinh học.
Sinh sản vô tính ở người
Hiện tại, chưa có thành công nào trong việc thực hiện sinh sản vô tính ở người. Tuy nhiên, về lý thuyết, điều này hoàn toàn khả thi, đặc biệt sau khi bản đồ gen người được công bố vào năm 2000.
Pháp lý
Sự thành công trong việc nhân bản vô tính đã gây ra các cuộc tranh luận về các vấn đề đạo đức. Nhiều quốc gia đã cấm sinh sản vô tính ở người, cho rằng phương pháp này có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng cho xã hội và coi đó là một hành động vi phạm nhân đạo. Mặc dù không công khai, vẫn có sự nghi ngờ rằng sinh sản vô tính ở người có thể đang âm thầm được thực hiện. Một số quốc gia khác cho phép áp dụng công nghệ sinh sản vô tính để điều trị các bệnh hiểm nghèo mà không phải là sinh sản vô tính con người.
