Hujayra madaniyati juda ko'p sharoitlarga bog'liq. Ular har bir hujayra turi uchun farq qiladi, lekin odatda zarur oziq moddalar (aminokislotalar, uglevodlar, vitaminlar, minerallar), o'sish omillari, gormonlar va gazlar (CO2, O2) bilan ta'minlaydigan va fizikani tartibga soluvchi substrat yoki muhitga ega mos idishdan iborat. -kimyoviy muhit.(bufer pH, osmotik bosim, harorat). Aksariyat hujayralar sirt yoki sun'iy substratni (yopishqoq yoki bir qatlamli madaniyat) talab qiladi, boshqalari esa madaniy muhitda (suspenziya madaniyati) erkin ko'paytirilishi mumkin. Aksariyat hujayralarning umr ko'rish muddati genetik jihatdan aniqlanadi, ammo ba'zi hujayra madaniyatlari o'lmas hujayralarga aylantirilgan, ular optimal sharoit yaratilsa, cheksiz ko'payadi.
Tanrif
Sbu erda ta'rif juda oddiy. Amalda “hujayra kulturasi” atamasi endi kulturaning boshqa turlaridan farqli ravishda ko‘p hujayrali eukariotlardan, ayniqsa hayvon hujayralaridan olingan hujayralarni yetishtirishni nazarda tutadi. Tarixiy taraqqiyot va madaniyat usullari to‘qima madaniyati va organ madaniyati bilan chambarchas bog‘liq. Virus madaniyati viruslar uchun xost sifatida hujayralar bilan ham bog'langan.
Tarix
Asl toʻqima manbasidan ajratilgan hujayralarni olish va etishtirishning laboratoriya usullari 20-asr oʻrtalarida yanada mustahkam boʻldi. Bu sohadagi asosiy yutuqlar Yel universiteti olimlari tomonidan qilingan.
Oʻrta asrdagi yutuqlar
Aslida hujayralarni olish va etishtirish koʻplab xavfli viruslar uchun panatseya topish uchun qoʻllanilgan. Bir qator tadqiqotchilar viruslarning ko'plab shtammlari sun'iy ravishda o'stirilgan hayvon hujayralarida yoki hatto avtonom ravishda maxsus kolbalarda saqlanadigan butun organlarda xavfsiz yashashi, rivojlanishi va ko'payishi mumkinligini aniqladilar. Qoidaga ko'ra, bunday sinovlar uchun odamlarga imkon qadar yaqin bo'lgan hayvonlarning organlari hujayralari ishlatiladi - masalan, shimpanze kabi yuqori primatlar. Bu kashfiyotlar 1940-yillarda, maʼlum sabablarga koʻra odamlar ustida oʻtkazilgan tajribalar eng dolzarb boʻlgan paytda qilingan.
Metodologiya
Hujayralar bir necha usullar bilan ex vivo madaniyat uchun to'qimalardan ajratilishi mumkin. Ular qondan osongina tozalanishi mumkin, ammo faqat oq hujayralar madaniyatda o'sishga qodir. Hujayralar mumkinhujayralarni suspenziyaga chiqarish uchun to'qimalarni qo'zg'atishdan oldin kollagenaza, tripsin yoki pronaza kabi fermentlar yordamida hujayradan tashqari matritsani hazm qilish orqali qattiq to'qimalardan ajratilishi kerak. Shu bilan bir qatorda, to'qimalarning bo'laklari o'sish muhitiga joylashtirilishi mumkin va o'sadigan hujayralar madaniyat uchun mavjud. Bu usul eksplant madaniyati sifatida tanilgan.
To'g'ridan-to'g'ri ob'ektdan ekilgan hujayralar birlamchi hujayralar deb nomlanadi. Ba'zi o'smalar bundan mustasno, aksariyat birlamchi hujayra madaniyati cheklangan umrga ega.
Oʻlmaslar va ildiz hujayralari
O'rnatilgan yoki abadiylashtirilgan hujayra liniyasi tasodifiy mutatsiya yoki telomeraza genining sun'iy ifodasi kabi ataylab o'zgartirish orqali cheksiz ko'payish qobiliyatiga ega bo'ldi. Ko'p sonli hujayralar tipik hujayra turlari sifatida yaxshi tanilgan.
Hayvon hujayralarining ommaviy madaniyati virusli vaktsinalar va boshqa biotexnologiya mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun asosiy hisoblanadi. Inson ildiz hujayralarining madaniyati ularning sonini kengaytirish va hujayralarni transplantatsiya uchun mos keladigan turli xil turlarga ajratish uchun ishlatiladi. Inson (ildiz) hujayra madaniyati, shuningdek, terapevtik maqsadlarda ildiz hujayralari tomonidan chiqariladigan molekulalar va ekzosomalarni yig'ish uchun ishlatiladi.
Genetika bilan aloqa
Hayvon madaniyatida rekombinant DNK (rDNK) texnologiyasi yordamida ishlab chiqarilgan biologik mahsulotlarga kiradifermentlar, sintetik gormonlar, immunobiologik (monoklonal antikorlar, interleykinlar, limfokinlar) va saratonga qarshi vositalar. Bakterial madaniyatlarda rDNK yordamida ko‘plab oddiy oqsillarni yaratish mumkin bo‘lsa-da, glikozillangan (uglevodlar tomonidan o‘zgartirilgan) murakkabroq oqsillar hozirda hayvonlar hujayralarida hosil bo‘lishi kerak.
Bunday murakkab oqsilning muhim namunasi - eritropoetin gormoni. Sutemizuvchilar hujayra madaniyatini etishtirish xarajatlari yuqori, shuning uchun hasharotlar hujayralarida yoki yuqori o'simliklarda bunday murakkab oqsillarni yaratish bo'yicha tadqiqotlar olib borilmoqda. Yagona embrion hujayralar va somatik embrionlardan zarrachalar bombardimon qilish, vaqtinchalik genlarni ifodalash va konfokal mikroskopiya orqali to'g'ridan-to'g'ri genlarni uzatish manbai sifatida foydalanish uning qo'llanilishidan biridir. O'simlik hujayralari madaniyati bu amaliyotning eng keng tarqalgan shaklidir.
Toʻqimalar madaniyati
Toʻqimalar madaniyati - bu organizmdan ajratilgan toʻqimalar yoki hujayralarni oʻstirish. Bu jarayon odatda suyuq, yarim qattiq yoki bulon yoki agar kabi qattiq o'sish muhiti yordamida osonlashtiriladi. To'qimalar madaniyati odatda hayvonlar hujayralari va to'qimalarining madaniyatini anglatadi, o'simliklar, o'simlik hujayralari va to'qimalar madaniyati uchun aniqroq atama ishlatiladi. "To'qimalar madaniyati" atamasi amerikalik patolog Montroz Tomas Berrouz tomonidan kiritilgan.
To'qimalar madaniyati tarixi
1885-yilda Vilgelm Ru medullarning bir qismini olib tashladi.xomilalik tovuqning plitalari va uni bir necha kun davomida iliq sho'r eritmada saqlab, to'qima madaniyatining asosiy tamoyilini o'rnatdi. 1907 yilda zoolog Ross Granvill Xarrison embrion qurbaqa hujayralarining o'sishini ko'rsatdi, bu esa pıhtılaşmış limfadagi nerv hujayralarini keltirib chiqaradi. 1913 yilda E. Steinhardt, C. Israel va R. A. Lambert gvineya cho'chqa shoxi to'qimalarining bo'laklarida vaksiniya virusini etishtirishdi. Bu allaqachon o'simlik hujayralari madaniyatidan ancha rivojlangan narsa edi.
O'tmishdan kelajakka
Gotlib Xaberlandt birinchi bo'lib ajratilgan o'simlik to'qimalarini etishtirish imkoniyatini ta'kidladi. U bu usul yordamida to'qimalarning bir-biriga o'zaro ta'siri bilan bir qatorda to'qima madaniyati orqali alohida hujayralarning imkoniyatlarini aniqlash mumkinligini taklif qildi. Xaberlandning dastlabki da'volari amalga oshishi bilan to'qima va hujayra madaniyati usullari faol qo'llanila boshlandi, bu esa biologiya va tibbiyotda yangi kashfiyotlarga olib keldi. Uning 1902 yilda taqdim etilgan asl g'oyasi totipotentsiallik deb ataldi: "Nazariy jihatdan barcha o'simlik hujayralari to'liq o'simlik ishlab chiqarishga qodir". O'sha paytda hujayra madaniyatini etishtirish keskin rivojlandi.
Zamonaviy qoʻllanishda toʻqima madaniyati odatda in vitroda koʻp hujayrali organizm toʻqimalaridan hujayralar oʻsishini anglatadi. Bu holda hujayra madaniyati sharoitlari juda muhim emas. Bu hujayralar donor organizmdan, birlamchi hujayralardan yoki o'lmas hujayra chizig'idan ajratilgan bo'lishi mumkin. Hujayralar yuviladiularning yashashi uchun zarur bo'lgan ozuqa moddalari va energiya manbalarini o'z ichiga olgan madaniy muhit. "To'qimalar madaniyati" atamasi ko'pincha hujayra madaniyati bilan almashtiriladi.
Ilova
Toʻqima madaniyatining lugʻaviy maʼnosi toʻqima boʻlaklarini, yaʼni eksplant kulturasini oʻstirishni bildiradi.
Toʻqimalar madaniyati koʻp hujayrali organizmlar hujayralari biologiyasini oʻrganishda muhim vositadir. U in vitro toʻqimalar modelini aniq belgilangan muhitda osonlik bilan boshqarish va tahlil qilish imkonini beradi.
Hayvon toʻqimalari madaniyatida hujayralarni 2D mono qatlamlari (odatiy madaniyat) yoki tolali iskala yoki jellar ichida koʻproq tabiiy 3D toʻqimalarga oʻxshash tuzilmalarga (3D madaniyat) erishish uchun oʻstirish mumkin. Erik Saymon 1988 yilgi NIH SBIR grant hisobotida in vitroda hujayra va toʻqima substratlari sifatida foydalanish uchun maxsus moʻljallangan nano va submikron miqyosdagi polimer tolali iskalalarni ishlab chiqarish uchun elektrospinning ishlatilishi mumkinligini koʻrsatdi.
Hujayra madaniyati va toʻqima muhandisligi uchun elektr oʻtkazuvchan tolali toʻrlardan bu erta foydalanish turli turdagi hujayralar polikarbonat tolalariga yopishib, koʻpayishini koʻrsatdi. Elektr shnuri tolalarida oʻstirilgan hujayralar odatda 2D kulturada koʻrinadigan yassilangan morfologiyadan farqli oʻlaroq, odatda in vivo jonli toʻqimalarda koʻrinadigan yumaloqroq 3D morfologiyaga ega ekanligi kuzatildi.
Madaniyato'simlik to'qimalari, xususan, o'simlik tolalarining mayda bo'laklaridan butun o'simliklarni o'stirish bilan bog'liq.
Modellardagi farqlar
Toʻqima muhandisligi, ildiz hujayralari va molekulyar biologiya sohasidagi tadqiqotlar, birinchi navbatda, tekis plastik idishlarda hujayra madaniyatini oʻstirishni oʻz ichiga oladi. Bu usul ikki oʻlchovli (2D) hujayra madaniyati sifatida tanilgan va birinchi boʻlib Vilgelm Ru tomonidan ishlab chiqilgan boʻlib, u 1885-yilda embrion tovuqning medullar plastinkasining bir qismini olib tashlagan va uni tekis shisha ustida bir necha kun davomida iliq shoʻr suvda saqlagan.
Polimer texnologiyasining rivojlanishi natijasida ikki o'lchovli hujayra madaniyati uchun zamonaviy standart plastik idish paydo bo'ldi, odatda Petri idishi sifatida tanilgan. Nemis bakteriologi Yuliy Richard Petri, odatda, ilmiy adabiyotlarda ushbu ixtironing ixtirochisi sifatida qayd etilgan, Robert Koxning yordamchisi bo'lib ishlagan. Bugungi kunda turli tadqiqotchilar kulbalar, konuslar va hatto bir martalik bioreaktorlarda ishlatiladigan bir martalik qoplardan ham foydalanishadi.
Yaxshi tashkil etilgan oʻlmas hujayra liniyalari madaniyatidan tashqari, koʻpgina organizmlarning birlamchi eksplantlaridan olingan hujayralar sezgirlik paydo boʻlgunga qadar cheklangan vaqt davomida yetishtirilishi mumkin. Madaniy birlamchi hujayralar, hujayra migratsiyasini o'rganishda baliq keratositlari misolida bo'lgani kabi, tadqiqotda keng qo'llanilgan. Ko'pchilikda hujayra madaniyati muhitidan foydalanish mumkinboshqacha.
O'simlik hujayra madaniyati odatda suyuq muhitda hujayra suspenziyasi madaniyati yoki qattiq muhitda kallus kulturasi sifatida o'stiriladi. Differentsiatsiyalanmagan o'simlik hujayralari va kalluslar madaniyati o'simlik o'sish gormonlari auksin va sitokininning to'g'ri muvozanatini talab qiladi.
