- •Лекція № 1. Основні напрями розвитку біотехнології
- •Біоенергетика
- •Біотехнологія обробки стоків і контроль забруднення води важкими металами
- •Сільськогосподарська біотехнологія
- •Біогеотехнологія
- •Біоелектроніка
- •Біотехнологія в медицині
- •Біотехнології в харчовій промисловості
- •Біотехнологія молочних продуктів
- •Виробництво спиртів і поліолів
- •Виробництво вторинних метаболітів
- •Біотрансформація
- •Виробництво ферментів
- •Виробництво амінокислот, органічних кислот, вітамінів
- •Біоконверсія лігноцелюлозних об'єктів
- •Використання грибів у біотехнології
- •Найпростіші в біотехнології
- •Водорості
- •Рослини в біотехнології
- •Стадії біотехнологічного виробництва
- •Технологія виготовлення поживного середовища для біосинтезу
- •Підтримка чистоти культури
- •Ферментація, будова ферментера
- •Загальні принципи розділення речовин
- •Одержання готових товарних форм препаратів
- •Субстрати для культивування мікроорганізмів з метою одержання білка
- •Лекція № 6. Технологія одержання мікробних ліпідів
- •Мікроорганізми – продуценти ліпідів
- •Лекція № 7. Технологія одержання ферментних препаратів
- •Глибинний метод виробництва ферментів
- •Виробництво ферментів при поверхневому культивуванні продуцентів
- •Іммобілізація ферментів
- •Класифікація носіїв для ферментів
- •Методи іммобілізації ферментів
- •Застосування іммобілізованих ферментів
- •Іммобілізація клітин
- •Ентомопатогенні препарати грибів
- •Вірусні ентомопатогенні препарати
- •Бактеріальні добрива на основі бульбочкових бактерій
- •Виробництво азотобактерину
- •Бактеріальне добриво фосфобактерин
- •Антибіотики для сільського господарства
- •Лекція № 9. Культура клітин рослин
- •Сфери застосування культур рослинних клітин
- •Культури клітин вищих рослин. Історія методу
- •Морфофізіологічні характеристика каллусних тканин
- •Фактори, що впливають на морфогенез in vitro
- •Генетичні механізми, що обумовлюють диференціювання клітин у культурі
- •Суспензійні культури
- •Методики культивування одиночних рослинних клітин
- •Необхідність іммобілізації рослинних клітин, методи
- •Фізіологічні основи переваги іммобілізованих рослинних клітин перед традиційними способами культивування
- •1. Клітини, іммобілізовані в або на інертному субстраті, утворюють біомасу набагато повільніше, ніж зростаючі в рідких суспензійних культурах.
- •2. Крім повільного росту іммобілізація клітин дозволяє їм рости в тісному фізичному контакті одине з одним, що сприятливо позначається на хімічних контактах.
- •Системи культивування іммобілізованих клітин
- •Застосування ізольованих протопластів
- •Способи отримання і культивування протопластів
- •Способи культивування протопластів
- •Злиття протопластів (парасексуальная гібридизація)
- •Види соматичних гібридів
- •Конструювання клітин
- •Клітинна селекція. Методи клітинної селекції
- •Генетичні основи застосування культури клітин в селекційних цілях
- •Типи клітинних культур, які використовуються в селекції
- •Переваги клітинної селекції перед традиційними селекційними методами
- •Мікроклональне розмноження і оздоровлення рослин
- •Фактори, впливають на процес клонального мікророзмноження
- •Етапи мікроклонального розмноження рослин
- •Методи клонального мікророзмноження
- •Оздоровлення посадкового матеріалу від вірусів методами хіміотерапії і термотерапії
- •Створення штучних асоціацій клітин вищих рослин
- •Підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин
- •Ендосимбіотичні асоціації
- •Екзосимбіотичні асоціації з водоростями, грибами, азотфіксаторами
- •Методи збереження генофонду. Методика кріоконсервації, способи уповільнення росту
- •Безклітинні системи в біотехнології. Мембрани хлоропластів
- •Одержання фотогальванічних елементів з використанням бактеріальних мембран
- •Безклітинні білоксинтезуючі системи (ббсс)
- •Лекція № 10. Біотехнологія одержання культури тваринних клітин і тканин
- •Культивування клітин. Історія методу
- •Введення клітин у культуру, їхнє походження
- •Характеристика клітин, що культивуються in vitro
- •Поживні середовища й умови культивування
- •Системи культивування клітин
- •Використання культури клітин людини
- •Культивування клітин і тканин безхребетних
- •Культивування органів
- •Гібридизація тваринних клітин. Історія методу
- •Методи створення експериментальних химер
- •1. Агрегаційний – був запропонований практично одночасно й незалежно один від одного Тарковським у Варшаві та Мінц у Філадельфії (1961-1962 р.).
- •2. Ін’єкційний – був розроблений р. Гарднером у 1968 р.
- •Механізм злиття клітин
- •Моноклональні антитіла. Функціональна структура антитіл
- •Одержання моноклональних антитіл
- •Методи аналізу: імуноферментний (іфа), імунолюмінесцентний, імунорадіологічний
- •Радіоактивні мітки
- •Застосування моноклональних антитіл
- •Клонування тваринних клітин. Історія клонування
- •Методи трансплантації ядер
- •Клонування ссавців. Історія клонування
- •Регулювання відтворення сільськогосподарських тварин
- •Суперовуляція
- •Аеробне очищення стічних вод
- •Анаеробні системи очищення
- •Показники забруднення стічних вод
- •Перелік питань які виносяться на підсумковий контроль
- •Література
Культивування органів
Органна культура – культивування in vitro органа або частини органа, у яких зберігаються анатомічний зв’язок і функціонування тканин, максимально наближених до таких в умовах in vivo, тобто в організмі. Міграція ізольованих клітин на периферії експланта придушується спеціальними умовами культивування, у результаті чого можуть навіть утворюватися диференційовані структури. Наприклад, на периферії експлантів легеневої тканини розвиваються нові дрібні бронхи, що складаються з альвеол, облямованих бронхіальним епітелієм.
Органна культура зберігає міжклітинні взаємодії, протягом довгого періоду підтримує гістологічну й гістохімічну диференціацію, як правило, залишається в не зростаючому стані протягом декількох днів і навіть тижнів. Ці культури не здатні до розмноження.
Тканини, залежні від гормонів, зберігають чутливість до них і характерні відповіді, ендокринні органи продовжують секрецію специфічних гормонів і т.д. Найбільша подібність процесів морфогенезу in vivo й in vitro відзначена для ембріональних тканин.
Перші дослідження в області культивування органів і тканин відносяться до кінця ХІХ століття. Уже в 1897 році німецький учений Льоб (В.Loeb) опублікував дані про культивування фрагментів печінки, нирок, щитовидної залози і яєчників кролика на невеликих кров’яних згустках у культуральних пробірках. Подальші дослідження показали, що для запобігання центральних некрозів в експлантах пробірки повинні бути заповнені киснем. У результаті численних експериментів було також встановлено, що більшість органів або їхніх фрагментів, за винятком шкіри, ростуть на твердому субстраті краще, ніж у рідкому середовищі.
Що ж можна використати як субстрат? Існує кілька видів техніки культивування органів. Як субстрат можна використати згусток плазми. Цей спосіб був запропонований Феллом і Робінсоном й одержав назву "техніка годинного скла", ставши класичною технікою морфогенетичного аналізу ембріональних органів (рис. 2).
Рис. 2. Метод годинних скелець (по Феллу й Робінсону, 1929)
Культивування проводять у западині годинного скла на поверхні згустку, що складається із плазми курчати й ембріонального екстракту курей. Годинникове скло поміщають у чашку Петрі й закривають зверху вологою ватою або фільтрувальним папером для запобігання висихання. Культивують у термостаті при 37,5ºС. Існують модифікації цього методу, при яких годинникове скло покривається кришкою, приклеєною воском та інші. Недоліком методу, що обмежує застосування його в біологічних дослідженнях, є розрідження згустку на краях експланта, що в результаті опиняється в рідині. Крім того, складний склад середовища ускладнює проведення біохімічних досліджень.
Ці недоліки усуваються при використанні згустку агару. Така техніка була запропонована Спраттом (рис. 3). Метод заснований на одержанні агарового гелю 1 – 4% концентрації, основу якого становлять забуферені сольові розчини або поживні середовища типу 199 з додаванням ембріональної сироватки.
Рис. 3. Метод годинних скелець з агаровим згустком (за Вольффом й Хафеном, 1952)
У середині 20-го століття Чен виявив, що культури можна вирощувати на паперових плотиках, що плавають на поверхні рідини в годинниковому склі. З метою поліпшення техніки пізніше папір обробляли силіконом, комбінували з міліпоровими фільтрами, а потім перейшли на плотики з ацетату віскози. Цей матеріал добре розчиняється в ацетоні, що полегшує підготовку тканини для гістологічного аналізу.
Метод культивування на плотиках не позбавлений недоліків, основний з них – занурення тканини в середовище при затопленні плотика. Рішення цієї проблеми було запропоновано Троувеллом, що запропонував культивувати органи на поверхні металевої сітки (рис. 4). Сітка являє собою квадрат розмірами 25×25 мм із відігнутими краями, що утворюють чотири ніжки висотою близько 4 мм. Скелетні тканини культивують безпосередньо на сітці, тоді як м’які спочатку експлантуються на папір, а потім поміщаються на сітку.
Рис. 4. Модифікований метод Троувелла (за І. Ласнітскі, 1989)
У 1976 році, для тривалого культивування дорослих тканин людини, таких як епітелій бронхів і молочної залози, стравоходу та ін. був запропонований метод почергового культивування в рідкому середовищі й газовій фазі. Для цього експланти прикріплюються до дна пластикової судини й покриваються середовищем. Судини поміщають у камеру з певним газовим складом, а камера встановлюється на хитку платформу.