Биотехнология: сферы применения культур растительных клеток

Среды для культивирования клеток и тканей насекомых сильно варьируют по составу. Клетки, выделенные из раковых опухолей или трансформированные в ходе культивирования, характеризуются «бессмертностью» и коррелируют с гетероплоидностью.

Столь же плодотворным оказалось его применение в медицине и при решении ряда задач сельского хозяйства и биотехнологии. Это направление широко применяется в селекции и биотехнологии.

Клеточные культуры служат также удобными объектами для изучения тканевой несовместимости и других иммунных реакций. Они используются в диагностике вирусов и для получения вакцин. Этот метод – неотъемлемая составная часть генной инженерии, клеточной инженерии, клонирования и других направлений экспериментальной биологии.

Отдельные клетки культивируют для получения клонов, изучения их генетической и физиологической изменчивости или стабильности. Кроме того, отдельные клетки могут служить моделью для сравнительного изучения физиологических процессов в ткани и изолированной клетке. Однако не всегда после такой обработки клетки сохраняют способность к последующим делениям и образованию ткани. Лучше получать отдельные клетки из суспензионных культур или рыхлого каллуса.

Культуры клеток высших растений

Далее клетки изолируют либо при помощи микроманипуляторов, либо путем ряда последовательных разведений. Так было названо вещество, стимулирующее деление отдельных клеток. Было предложено несколько вариантов культивирования отдельных клеток. Впервые подобрать условия, подходящие для деления отдельных клеток, удалось в 1954 году Мьюиру, Хильденбранту и Райкеру. Клетку изолируют при помощи микроманипулятора из рыхлого каллуса непосредственно на кусочек фильтра размером 8 * 8 мм, помещенный на верхушку каллусной ткани, из которой была взята клетка.

По мере старения каллуса – няньки фильтр с клетками переносится на молодой каллус. Эту суспензию смешивали с агаризованной питательной средой того же состава, что использовался при культивировании суспензии (среда содержала 0,6% агара).

Культивирование клеток и тканей беспозвоночных

Все эти способы культивирования позволяют клетке «ощущать» фактор кондиционирования. Популяциям растительных клеток присущи специфические особенности: генетические, эпигенетические (зависящие от дифференцированной активности генов) и физиологические. Все это позволяет считать, что культуры клеток являются новой экспериментально созданной биологической системой, особенности которой пока мало изучены.

Вместе с тем, культивируемые клетки способны перейти к программе развития, при которой из культивируемой соматической клетки возникает целое растение, способное к росту и размножению. 2. Ускоренное клональное микроразмно­жение растений, позволяющее из одного экпланта получать от 10000 до 1000000 растений в год, причем все они будут генетически идентичны.

4. Эмбриокультура и оплодотворение in vitro часто применяются для преодоления постгамной несовместимости или щуплости зародыша, для получения растений после отдаленной гибридизации. При этом оплодотворенная яйцеклетка вырезается из завязи с небольшой частью ткани перикарпа и помещается на питательную среду. В таких культурах можно также наблюдать стадии развития зародыша. 5. Антерные культуры – культуры пыльников и пыльцы используются для получения гаплоидов и дигаплоидов.

Методики культивирования одиночных растительных клеток

Тканевые культуры могут производить регенеранты, фенотипически и генотипически отличающиеся от исходного материала в результате сомаклонального варьирования. При этом в некоторых случаях можно обойтись без мутагенной обработки. 7. Криоконсервация и другие методы сохранения генофонда.

Методика получения первичных культур клеток насекомых достаточно отработана

10.Конструирование клеток путем введения различных клеточных оганелл. 11.Генетическая трансформация на хромосомном и генном уровнях. 12. Изучение системы «хозяин – паразит» с использованием вирусов, бактерий, грибов и насекомых). Когда такие популяции получали из клетки, выделявшей в окружающую среду антитела, то все молекулы антител в надосадочной жидкости были одинаковыми.

1. Методики получения клеток, свободных от экзогенных прокариотов и грибов. 2. Методики разработки среды, в которых рост «вырезанных из ткани» или изолированных клеток не подавляется. 3. Методики наблюдения за клетками в динамике их развития.

Научную основу для разработки этих методик составляет представление о клетке как основном структурном элементе живых организмов животного и растительного происхождения. Идея о том, что клетки тканей животных можно выделить из организма и затем создать условия для роста и воспроизводства их in vitro возникла на базе концепции, принадлежащей Клоду Бернару.

Клетки могут быть выделены из крови, но к росту в культуре способны только лейкоциты. Чтобы показать способность клеток животных расти и делиться в культуре, потребовалось овладеть рядом подходов и методик. Однако эта методика не находила признания до тех пор, пока в 1937 г. Симмс и Стидлман использовали ее для пассирования клеток между культурами плазмы. В этот же период был разработан дополнительный и очень существенный подход в технике работы с клетками.

Что еще посмотреть: