Ứng dụng phương pháp thể mỡ để chuyển nạp gen vào tế bào của loài vi tảo lam Spirulina platensis

 70 
29(1): 70-75 Tạp chí Sinh học 3-2007 
ứng dụng ph−ơng pháp thể mỡ Để chuyển nạp gien vào tế bào 
của loài vi tảo lam Spirulina platensis 
Ngô Hoài Thu, Đặng Diễm Hồng 
Viện Công nghệ sinh học 
Sei-ichi Aiba, Yoshikazu Kawata 
Viện nghiên cứu Khoa học và Công nghệ tiên tiến, Osaka, Nhật Bản 
Spirulina platensis là một trong các loài vi 
tảo lam có tính th−ơng mại cao. Hàng năm, sản 
l−ợng nuôi trồng và thu hoạch của loài vi tảo 
lam này trên toàn thế giới đạt khoảng 3000 
tấn/năm. Việc phân tích thành phần dinh d−ỡng 
của S. platensis cho thấy hàm l−ợng protein 
chiếm khoảng 50-70%, lipit chiếm 16%, 
hydratcacbon chiếm khoảng 15% trọng l−ợng 
khô của tế bào [2]. S. platensis còn là nguồn 
cung cấp các vitamin, trong đó chủ yếu là 
vitamin B [1]. Vì thế, S. platensis đD đ−ợc dùng 
làm thực phẩm chức năng cho con ng−ời và 
động vật. Ngoài ra, S. platensis còn đ−ợc dùng 
để cung cấp một số hợp chất có hoạt tính sinh 
học nh− phycoxianin, các axit béo không bDo 
hòa cần thiết cho cơ thể nh− axit linolenic 
(C18:2) và axit γ-linolenic (axit 6, 9, 12-
octadecatrienoic-C18:3). Với tiềm năng ứng 
dụng nh− trên thì việc mở rộng khả năng ứng 
dụng S. platensis trong các lĩnh vực nh− xử lý 
môi tr−ờng, cung cấp các hoạt chất sinh học có 
giá trị nh− axit γ-linolenic hay chất dẻo sinh học 
(bioplastic) là điều khả thi. Hiện nay, kỹ thuật 
ADN tái tổ hợp là ph−ơng pháp chính trong việc 
nâng cao khả năng tổng hợp của các chất có 
hoạt tính sinh học này. Để chuyển nạp các gien 
đó vào tế bào của S. platensis, ng−ời ta mới chỉ 
sử dụng ph−ơng pháp biến nạp bằng xung điện, 
tuy nhiên ph−ơng pháp này vẫn còn nhiều hạn 
chế nh− gây độc cho tế bào, khả năng sinh sản 
của tế bào sau đó là thấp do màng tế bào bị tổn 
th−ơng, không thuận tiện và kém hiệu quả [8, 9]. 
Hiện nay, có một số ph−ơng pháp chuyển 
nạp đD đ−ợc áp dụng rộng rDi nh−: DEAE 
dextran, phốtphát canxi, vi tiêm, xung điện, 
lipofection-liposome hay thể mỡ. Trong đó, 
chuyển nạp bằng xung điện [3] và thể mỡ cho 
hiệu quả cao nhất. Ph−ơng pháp thể mỡ đD đ−ợc 
sử dụng rộng rDi cho sự chuyển nạp; nh−ng nó 
mới đ−ợc áp dụng chủ yếu cho các tế bào động 
vật, các tế bào trần. Ph−ơng pháp này cho hiệu 
quả và an toàn hơn so với ph−ơng pháp biến nạp 
truyền thống- ph−ơng pháp xung điện [5]. Trong 
ph−ơng pháp thể mỡ, có sử dụng DOTAP (N-[1-
(2,3-dioleoyloxy)propyl]-N, N, N-mêtylsunphát 
trimêtylammonium) thể mỡ đ−ợc gắn trên bề 
mặt plasmit, do tích điện âm nên chúng có vai 
trò hỗ trợ cho việc vận chuyển plasmit vào tế 
bào thông qua các lỗ trên bề mặt của màng tế 
bào. Chính vì vậy, nó ít ảnh h−ởng đến cấu trúc 
của màng tế bào. 
Gần đây, chúng tôi đD phát hiện thấy có thể 
sử dụng ph−ơng pháp này đối với tế bào 
Escherichia coli [4, 5]. Khi so sánh hiệu suất 
chuyển nạp ở tế bào E. coli cho thấy ph−ơng 
pháp thể mỡ có hiệu xuất chuyển nạp cao hơn 
gấp 10 lần so với ph−ơng pháp xung điện [5, 6]. 
S. platensis lại có cấu trúc của màng tế bào cũng 
gần t−ơng tự nh− E. coli, đều là sinh vật ch−a có 
nhân chuẩn, do vậy chúng tôi đD áp dụng 
ph−ơng pháp thể mỡ trên đối t−ợng S. platensis. 
Vectơ pHSG397- đ−ợc thiết kế dựa trên vectơ 
gốc pBR322 và pUC18-/pUC19 [7], có kích 
th−ớc t−ơng ứng khoảng 2,2 kb, là vectơ tách 
dòng: có gen chỉ thị-cat (chloramphenicol 
axêtyltranferaza) kháng chất kháng sinh 
chloramphenicol (Cm), vùng đa nối tách dòng 
chứa các điểm cắt của các enzim cắt giới hạn, có 
khả năng nhân đôi hoàn toàn độc lập, không phụ 
thuộc vào quá trình nhân đôi của vi khuẩn E. 
coli cũng nh− của tế bào S. platensis, đD đ−ợc 
chúng tôi sử dụng. 
 71 
Trong bài báo này, chúng tôi trình bày các 
kết quả b−ớc đầu về ứng dụng ph−ơng pháp thể 
mỡ để chuyển nạp gien vào tế bào của S. 
platensis, đồng thời so sánh với ph−ơng pháp 
chuyển nạp truyền thống bằng xung điện thông 
qua hiệu suất chuyển nạp. 
I. Ph−ơng pháp nghiên cứu 
1. Vật liệu 
- Véctơ pHSG397 do hDng TaKaRa (Nhật 
Bản) cung cấp, có chứa gien chỉ thị cat, kháng 
chất kháng sinh chloramphenicol (Cm). Véctơ 
pHSG397 đ−ợc cắt mở vòng nhờ enzim cắt giới 
hạn là EcoRI, có ký hiệu là pHSG397/EcoRI. 
- Hai chủng vi tảo lam Spirulina platensis 
C1 do Viện Bảo tồn giống Pasteur cung cấp và S. 
platensis VN1 do phòng Công nghệ tảo, Viện 
Công nghệ sinh học cung cấp. 
- Hoá chất dùng cho việc biến nạp bằng 
phương pháp thể mỡ do hDng Roche cung cấp. 
DOTAP (N-[1-(2, 3-dioleoyloxy) propyl]-N, N, 
N-mêtylsunphát trimêtylammonium) thể mỡ 
(Roche, Basel, Switzerland 1,0 àg/àl). 
- Cặp mồi nhân gien cat với kích th−ớc 
t−ơng ứng khoảng 700 bp, có trình tự nucleotit 
nh− sau: 
CT-a: accaccttgatatatccca 
CT-2b: tgttccacgactacggcgac 
2. Phương pháp 
a. Tạo tế bào Spirulina platensis khả biến theo 
ph−ơng pháp của Toyomizu M. và cs. [8] 
Tế bào S. platensis ủược nuôi lắc trên môi 
trường SOT (150 vòng/phút), ở nhiệt ủộ 28-30oC, 
với ánh sáng 1500 lux, cho ủến khi OD600 ủạt 
0,5-0,8. Vì S. platensis là loài tảo lam đa bào, có 
dạng sợi và màng tế bào không có xenluloza, 
nên để thu đ−ợc dịch đồng thể của từng tế bào 
một, chúng tôi đD sử dụng máy cắt sợi tảo thành 
từng phần nhỏ hơn hoặc là tế bào (US-300, 
Nippon Seki Co., Tokyo, Japan, ở điều kiện 
50W trong 30 giây). Ly tâm 6000 v/p trong 10 
phút để thu sinh khối của tế bào. Sau đó, tế bào 
tảo đ−ợc hoà tan trở lại trong 10 ml môi tr−ờng 
SOT, đ−ợc nuôi tĩnh trong khoảng thời gian 12 
giờ, ở nhiệt độ phòng (28o-30oC) và với ánh sáng 
yếu. Sau đó, lại ly tâm 8000 v/p trong 3 phút, ở 
4oC để thu sinh khối của tảo. Rửa tế bào thu 
đ−ợc 2 lần bằng n−ớc cất vô trùng. Cuối cùng, 
hoà tan tế bào tảo bằng 1 ml dung dịch HEPES 
(1 mM, pH = 7) sao cho mật độ tế bào đạt 
khoảng 3,75 ì 108 đến 5 ì 108 tế bào/ml [9]. 
Dịch tế bào khả biến đ−ợc giữ trên đá cho đến 
khi sử dụng (trong vòng 24 giờ). 
Phản ứng nối ghép gen: trộn 5 àl véctơ 
pHSG397 hoặc véctơ pHSG397/EcoRI (200 
ng/àl) và 8 àl DOTAP (1 àg/àl) với nhau, theo 
tỉ lệ về hàm l−ợng ADN là 1: 8. Sau đó, phản 
ứng đ−ợc ủ ở 25oC trong 5 phút. 
b. Biến nạp gien vào tế bào S. platensis bằng 
ph−ơng pháp thể mỡ 
Bổ sung 1 àg vectơ vào 50 àl tế bào S. 
platensis khả biến, đặt trên đá khoảng 5 phút. 
Sau đó bổ sung 1 ml môi tr−ờng SOT, nuôi dịch 
trên ở 25oC trong 1 giờ, không lắc. Các tế bào S. 
platensis tái tổ hợp sẽ đ−ợc sàng lọc trên môi 
tr−ờng rắn và lỏng có bổ sung chất kháng sinh 
Cm ở các nồng độ t−ơng ứng là: 0, 0,1; 0,2; 0,5; 
1,0; 2,0; 5,0 và 10 àg/ml. Sau 3 tuần nuôi cấy, 
các thể S. platensis tái tổ hợp có thể quan sát và 
thu nhận đ−ợc. 
c. Biến nạp gien vào tế bào S. platensis bằng 
ph−ơng pháp xung điện 
Bổ sung 1 àg véctơ pHSG397 hoặc véctơ 
pHSG397/EcoRI (200ng/ml) vào 50 àl tế bào S. 
platensis khả biến. Giữ dịch trên đá khoảng 5-
10 phút, sau đó chuyển dịch vào cuvét đD đ−ợc 
giữ trong lạnh (có khoảng cách giữa 2 điện cực 
là 2 mm). Biến nạp bằng xung điện ở điều kiện 
200 Ω, 25 àF, 4 kV/cm trong thời gian từ 4-5 
mini giây. Sau khi biến nạp, dịch S. platensis tái 
tổ hợp đ−ợc giữ trên đá 2 phút và bổ sung 1 ml 
môi tr−ờng SOT. Tiếp tục nuôi dịch trên ở điều 
kiện 25oC trong 1 giờ. Sau đó, cấy trải dịch thu 
đ−ợc trên môi tr−ờng rắn và nuôi trên môi 
tr−ờng lỏng có bổ sung Cm với các nồng độ 
t−ơng ứng từ 0-10 àg/ml. 
- Tạo các dòng không chuyển động trên môi 
tr−ờng thạch: bổ sung SDS (sodium dodecyl 
sulphate) với các nồng độ khác nhau từ 0,001% 
đến 1,0% vào môi tr−ờng nuôi cấy tảo S. 
platensis. Sau 7 ngày nuôi cấy ở 150 lux và 30°C, 
nồng độ SDS mà ở đó S. platensis có khả năng 
sống sót cao nhất sẽ đ−ợc xác định dựa trên giá 
 72 
trị OD600. Tiếp theo, nồng độ SDS t−ơng ứng đó 
đ−ợc dùng để bổ sung vào môi tr−ờng rắn (1,2% 
thạch) và tiếp tục nuôi cấy trong 10-15 ngày. 
Trong bài báo này, chúng tôi đD sử dụng cả 
2 ph−ơng pháp biến nạp nêu trên với 2 chủng 
tảo lam S. platensis C1 và VN1. Hiệu quả 
chuyển nạp của 2 ph−ơng pháp này đ−ợc đánh 
giá thông qua hiệu suất chuyển nạp và nồng độ 
chất kháng sinh Cm cao nhất mà ở đó tế bào S. 
platensis tái tổ hợp sống sót nhiều nhất. Các 
công thức thí nghiệm đ−ợc sử dụng trong bài 
báo này đ−ợc chỉ ra ở bảng 1. 
Bảng 1 
Các công thức thí nghiệm đ−ợc sử dụng trong bài báo 
Ký hiệu 
mẫu 
Tên mẫu S. platensis pHSG397 
pHSG397/ 
EcoR I 
DOTAP 
thể mỡ 
1 ĐC âm + 
2 ĐC âm + + 
3 ĐC âm + + 
4 Mẫu thử nghiệm + + + 
5 Mẫu thử nghiệm + + + 
Ghi chú: ĐC. đối chứng. 
II. Kết quả và thảo luận 
1. Sàng lọc các tế bào S. platensis tái tổ hợp 
trên môi trường lỏng 
S. platensis có cấu tạo dạng sợi, xoắn và có 
khả năng di chuyển trong môi tr−ờng lỏng cũng 
nh− trên môi tr−ờng rắn. Vì vậy, khi chuyển 
gien vào S. platensis, chúng tôi đD gặp khó khăn 
khi cần xác định các dòng mang gien tái tổ hợp. 
Do đó, tr−ớc khi chuyển gien vào S. platensis, 
chúng tôi cần phải sàng lọc đ−ợc các chủng có 
khả năng tạo dòng không chuyển động trên bề 
mặt thạch nhờ sử dụng SDS. SDS là chất tẩy rửa, 
có vai trò phá vỡ màng tế bào; song, ở những 
nồng độ nhất định, chúng lại có vai trò ngăn cản 
sự chuyển động của các tế bào S. platensis. Để 
kiểm tra khả năng sống sót của hai chủng C1 và 
VN1 ở các nồng độ SDS khác nhau, dải nồng độ 
từ 0,001% đến 1% đD đ−ợc sử dụng. Kết quả thu 
đ−ợc cho thấy, S. platensis có khả năng sống sót 
cao nhất ở nồng độ SDS 0,002% (kết quả không 
chỉ ra ở đây). ở nồng độ này, chỉ có chủng S. 
platensis C1 là có khả năng tạo đ−ợc các dòng 
cố định trên bề mặt thạch, sau 10-15 ngày nuôi 
cấy. 
2. Chuyển nạp gien ở S. platensis 
Với mô hình thí nghiệm nh− đD nêu trên, 
chúng tôi đD tiến hành biến nạp véctơ pHSG397 
và pHSG397 đD đ−ợc mở vòng bằng EcoRI 
(pHSG397/EcoRI) vào tế bào của hai chủng S. 
platensis C1 và VN1 theo ph−ơng pháp thể mỡ. 
Kết quả sau một tháng chuyển nạp, chúng tôi 
nhận thấy ở các mẫu đối chứng âm, các tế bào S. 
platensis tái tổ hợp không có khả năng sống sót 
trên môi tr−ờng có bổ sung Cm. Điều này chứng 
tỏ trong tế bào của S. platensis không chứa gien 
kháng Cm vì vectơ pHSG397 đD không đ−ợc 
chuyển vào tế bào của S. platensis do không có 
sự hỗ trợ của DOTAP thể mỡ. Đối với các mẫu 
thử nghiệm (bảng 1), các tế bào S. platensis C1 
và VN1 tái tổ hợp có khả năng sống sót đ−ợc 
trên môi tr−ờng SOT có bổ sung Cm với nồng 
độ từ 0,1 đến 0,5 àg/ml và từ 0,1 đến 1,0 àg/ml, 
t−ơng ứng. Kết quả này đD cho thấy vectơ 
pHSG397 có thể đD đ−ợc chuyển nạp vào tế bào 
S. platensis với sự hỗ trợ của DOTAP thể mỡ. 
Kết quả thu đ−ợc đ−ợc chỉ ra ở hình 1. 
Với các tế bào S. platensis C1 và VN1 tái tổ 
hợp sống sót ở nồng độ Cm 0,5 àg/ml, chúng tôi 
đD tiến hành cố định các dòng tế bào S. platensis 
tái tổ hợp trên môi tr−ờng rắn với sự có mặt của 
0,002% SDS. Sau 4 tuần nuôi cấy, chúng tôi chỉ 
nhận đ−ợc các dòng tái tổ hợp cố định của 
chủng C1 trên môi tr−ờng thạch. Còn với các tế 
bào của chủng VN1 tái tổ hợp mặc dù có khả 
năng sống sót trên môi tr−ờng chọn lọc có nồng 
độ Cm 0,5 àg/ml nh−ng chúng lại không tạo 
 73 
đ−ợc các dòng cố định trên bề mặt thạch. Do 
vậy, việc xác định các dòng tế bào có mang gien 
tái tổ hợp sẽ rất khó khăn. Kết quả thu đ−ợc 
đ−ợc chỉ ra ở hình 2, cho thấy ở nồng độ 
0,5àg/ml Cm, sau một tháng chuyển nạp, các 
đĩa petri thứ 4 và thứ 5 trên bề mặt đĩa có xuất 
hiện các dòng S. platensis tái tổ hợp cố định và 
có màu xanh. 
Hình 1. Tế bào S. platensis C1 và S. platensis VN1 tái tổ hợp sau một tháng chuyển nạp 
ở các nồng độ Cm khác nhau 
1. tế bào Spirulina platensis...................................................................ĐC âm 
2. tế bào S. platensis + DOTAP thể mỡ..................................................ĐC âm 
3. tế bào S. platensis + véctơ pHSG397..................................................ĐC âm 
4. tế bào S. platensis + véctơ pHSG397 ............ + DOTAP thể mỡ.......Mẫu thử nghiệm 
5. tế bào S. platensis + véctơ pHSG397/EcoRI + DOTAP thể mỡ....... .Mẫu thử nghiệm 
1. ĐC âm 2. ĐC âm 3. ĐC âm 4. Mẫu thử nghiệm 5. Mẫu thử nghiệm 
Hình 2. Tế bào của chủng S. platensis C1 tái tổ hợp tạo dòng cố định trên bề mặt thạch 
với nồng độ 0,5 àg/ml Cm sau một tháng chuyển nạp 
Để khẳng định một cách chính xác hơn nữa 
véctơ pHSG397 đD đ−ợc chuyển nạp vào tế bào 
của S. platensis hay không, chúng tôi đD tiến 
hành phân tích ở mức độ ADN của các dòng tái 
tổ hợp thu đ−ợc ở hình 2. Vì trong cấu trúc của 
véctơ pHSG397 có chứa gien chỉ thị - cat, có vai 
trò kháng Cm nên chúng tôi đD kiểm tra sự có 
mặt của véctơ này trong tế bào S. platensis tái tổ 
hợp nhờ vào sự có mặt của gien cat. Kết quả, với 
cặp mồi CT-a và CT-2b, chúng tôi đD khuyếch 
đại đ−ợc gien cat của vectơ pHSG397 trong các 
tế bào S. platensis tái tổ hợp với kích th−ớc của 
gien khoảng 700 bp (hình 3). 
Kết quả ở hình 3 cho thấy, ở các công thức 
đối chứng âm (các giếng 1, 2 và 3) đD không thu 
đ−ợc băng có kích th−ớc 700 bp. Trong khi đó 
băng này đD thu đ−ợc ở các công thức mẫu thử 
nghiệm (các giếng 4 và 5). Điều này đD góp 
phần khẳng định vectơ pHSG397 đD đ−ợc 
chuyển nạp vào tế bào của S. platensis với sự hỗ 
trợ của DOTAP thể mỡ. 
Cm 
(àg/ml) 
0 
0,1 
0,2 
0,5 
1,0 
2,0 
5,0 
10,0 
 1 2 3 4 5 
S. platensis C1 
 1 2 3 4 5 
Cm 
(àg/ml) 
0 
0,1 
0,2 
0,5 
1,0 
2,0 
5,0 
10,0 
 S. platensis VN1 
 74 
Hình 3. Kết quả phân tích gien cat trong 
các tế bào vi tảo lam tái tổ hợp 
Ghi chú: giếng M. Chỉ thị phân tử 1 Kb Plus DNA 
Ladder; giếng C+. gien cat trong vectơ pHSG397; 
các giếng 1, 2, 3, 4, 5. gien cat trong các tế bào S. 
platensis tái tổ hợp sau 1 tháng chuyển nạp t−ơng 
ứng với các công thức thí nghiệm ở bảng 1. 
Khi so sánh hiệu suất chuyển nạp của hai 
ph−ơng pháp thể mỡ và xung điện, chúng tôi 
nhận thấy rằng ph−ơng pháp thể mỡ có hiệu quả 
chuyển nạp cao hơn gấp 4 lần so với ph−ơng 
pháp xung điện thông th−ờng khi véctơ 
pHSG397 không đ−ợc cắt mở vòng 
(3,00.103/7,45.102). Còn khi véctơ này đ−ợc cắt 
và mở vòng bằng EcoRI thì hiệu suất chuyển 
nạp của ph−ơng pháp thể mỡ so với ph−ơng 
pháp xung điện là 15 lần (4,50.104/ 2,98.103). 
Kết quả về hiệu suất chuyển nạp đ−ợc chỉ ra ở 
bảng 2. Ngoài ra, ở bảng 2, cũng cho thấy khi 
véctơ pHSG397 đ−ợc mở vòng bằng enzim 
EcoRI thì hiệu suất chuyển nạp đạt đ−ợc cao 
hơn so với véctơ cùng loại nh−ng không đ−ợc 
mở vòng là 15 lần (4,50.104/3,00.103) ngay khi 
sử dụng trên cùng một ph−ơng pháp thể mỡ. 
Nh− vậy, so với ph−ơng pháp chuyển nạp bằng 
xung điện thì hiệu suất chuyển nạp bằng ph−ơng 
pháp thể mỡ sẽ đạt cao gấp từ 4 đến 15 lần 
t−ơng ứng khi véctơ chuyển nạp không đ−ợc mở 
vòng và mở vòng. Kết quả này đD cho thấy khả 
năng ứng dụng của ph−ơng pháp thể mỡ trong 
việc chuyển nạp gen vào tế bào của S. platensis 
một cách có hiệu quả hơn so với ph−ơng pháp 
truyền thống - ph−ơng pháp xung điện. 
Bảng 2 
So sánh hiệu suất chuyển nạp giữa ph−ơng pháp thể mỡ và ph−ơng pháp xung điện 
Plasmit Ph−ơng pháp 
Hiệu suất chuyển nạp 
(Số khuẩn lạc)/àg DNA 
Thể mỡ 3,00. 103 
Véctơ pHSG397 
Xung điện 7,45. 102 
Thể mỡ 4,50. 104 
Véctơ pHSG397/EcoRI 
Xung điện 2,98. 103 
III. Kết luận 
1. ĐD chuyển nạp thành công véctơ 
pHSG397 vào tế bào của chủng S. platensis C1 
và chủng S. platensis VN1 bằng ph−ơng pháp 
thể mỡ. 
2. Hiệu suất chuyển nạp của ph−ơng pháp 
thể mỡ cao gấp 4 đến 15 lần so với ph−ơng pháp 
chuyển nạp bằng xung điện t−ơng ứng khi véctơ 
chuyển nạp không đ−ợc mở vòng và mở vòng. 
Các kết quả thu đ−ợc trong bài báo này cho 
thấy khả năng áp dụng có hiệu quả ph−ơng pháp 
chuyển nạp thể mỡ so với ph−ơng pháp xung 
điện theo định h−ớng sử dụng các kỹ thuật ADN 
tái tổ hợp để tạo ra các chủng S. platensis tái tổ 
hợp có khả năng sinh tổng hợp một số chất có 
hoạt tính sinh học cao nh− các axit béo không 
bDo hoà hay các chất dẻo sinh học. 
TàI LIệU THAM KHảO 
1. Đặng Đình Kim, Đặng Hoàng Ph−ớc Hiền, 
1999: Công nghệ sinh học vi tảo. Nxb. Nông 
nghiệp. 
2. Nguyễn Đức Lượng, 2002: Công nghệ vi 
sinh, Vi sinh vật học công nghiệp. Nxb. Đại 
học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2: 
119-133. 
M C+1 2 3 4 5 
700 bp 
 75 
3. Hanahan D., 1983: J. Mol. Biol., 166: 577-
580. 
4. Inoue H. et al., 1990: Gene, 96: 23-28. 
5. Kawata Y. et al., 2003: Biosci. Biotechnol. 
Biochem., 67 (5): 1179-1181. 
6. Kawata Y. et al., 2004: Marine Biotechnol.,
6: 355-363. 
7. Takeshita S. et al., 1987: Gene, 61: 63-74. 
8. Thiel and Poo H., 1989: Journal of 
Bacteriology: 5743-5746. 
9. Toyomizu M. et al., 2001: Journal of 
Applied Phycology, 13: 209-214. 
Application of the lipofection method 
to transform gene into the cells of 
the cyanobacterium - species Spirulina platensis 
Ngo Thi Hoai Thu, Dang Diem Hong, 
Sei-ichi AIBA, Yoshikazu KAWATA 
Summary 
Spirulina platensis was a commercially cultured cyanobacterium spcies, having biomass up to 3.000 tons 
in a year and used as health food and animal feed. If we could draw its potential, we could apply S. platensis 
to solve environment problems. S. platensis produced valuable materials such as γ-linolenic acid, bioplastic etc. 
To increase the content of these materials, the recombinant DNA technique was most important, but its 
application has just been started. At present, to transform gene into Spirulina cells, only the electroporation 
method was applied for this purpose. 
The lipofection method was used widely for transfection. It had advantages for its convenience, efficiency 
and safety but its application was limited to culture mammalian cells. Recently, we found E. coli and S. 
platensis could be transformed by lipofection method. 
We investigated conditions to transform S. platensis with DOTAP liposomal transfection reagents. We 
used the pHSG397 vector with cat to transform S. platensis. The transformed Spirulina cells could survive in 
the condition of chloramphenicol concentration more than 0.5 àg/ml for 4 weeks. The transformation 
efficiency of the lipofection method was 4 - 15 times better in comparison with the electroporation method, 
dependently on applied vetors (such as close or open vector cutted used by the enzyme EcoRI). 
Ngày nhận bài: 16-8-2006