Selkultuur is baie afhanklik van toestande. Hulle verskil vir elke seltipe, maar bestaan gewoonlik uit 'n geskikte vat met 'n substraat of medium wat die nodige voedingstowwe (aminosure, koolhidrate, vitamiene, minerale), groeifaktore, hormone en gasse (CO2, O2) verskaf en die fisika reguleer -chemiese omgewing (buffer pH, osmotiese druk, temperatuur). Die meeste selle benodig 'n oppervlak of kunsmatige substraat (kleefmiddel of enkellaagkultuur), terwyl ander vrylik in 'n kultuurmedium (suspensiekultuur) gepropageer kan word. Die lewensduur van die meeste selle word geneties bepaal, maar sommige selkulture is omskep in onsterflike selle wat onbepaald sal voortplant as optimale toestande geskep word.
Definisie
Sdie definisie hier is redelik eenvoudig. In die praktyk verwys die term "selkultuur" nou na die kweek van selle afkomstig van meersellige eukariote, veral dierselle, in teenstelling met ander tipes kultuur. Historiese ontwikkeling en kultuurmetodes is nou verwant aan weefselkultuur en orgaankultuur. Viruskultuur word ook geassosieer met selle as gashere vir virusse.
Geskiedenis
Laboratoriumtegnieke vir die verkryging en kweek van selle wat van die oorspronklike weefselbron geskei is, het in die middel van die 20ste eeu sterker geword. Die belangrikste deurbrake op hierdie gebied is gemaak deur wetenskaplikes van die Yale Universiteit.
Mid-eeu Deurbraak
Oorspronklik is die verkryging en kweek van selle beoefen om 'n wondermiddel vir baie gevaarlike virusse te vind. 'n Aantal navorsers het ontdek dat baie stamme van virusse veilig kan leef, floreer en vermeerder op kunsmatig gegroeide dierselle of selfs hele organe wat outonoom in spesiale flesse gehou word. As 'n reël word selle van organe van diere wat so na as moontlik aan mense is, vir sulke toetse gebruik - byvoorbeeld hoër primate soos sjimpansees. Al hierdie ontdekkings is in die 1940's gemaak, toe eksperimente op mense om sekere redes die meeste relevant was.
Metode
Selle kan op verskeie maniere uit weefsels geïsoleer word vir ex vivo-kultuur. Hulle kan maklik van bloed skoongemaak word, maar slegs wit selle kan in kultuur groei. Selle kangeïsoleer word uit soliede weefsels deur vertering van die ekstrasellulêre matriks deur ensieme soos kollageenase, tripsien of pronase te gebruik voordat die weefsel geroer word om die selle in suspensie vry te stel. Alternatiewelik kan stukke weefsel in groeimedia geplaas word en die selle wat groei is beskikbaar vir kweek. Hierdie metode staan bekend as uitplantkultuur.
Selle wat direk vanaf die subjek gekweek word, staan bekend as primêre selle. Met die uitsondering van sommige afkomstig van gewasse, het die meeste primêre selkulture 'n beperkte leeftyd.
Onsterflike mense en stamselle
'n Gevestigde of onsterflike sellyn het die vermoë verkry om onbepaald voort te plant, hetsy deur lukrake mutasie of doelbewuste modifikasie, soos kunsmatige uitdrukking van die telomerase-geen. Talle sellyne is welbekend as tipiese seltipes.
Massakultuur van diersellyne is fundamenteel tot die produksie van virale entstowwe en ander biotegnologieprodukte. Kultuur van menslike stamselle word gebruik om hul getalle uit te brei en selle te differensieer in verskillende tipes wat geskik is vir oorplanting. Menslike (stam)selkultuur word ook gebruik om molekules en eksosome wat deur stamselle vrygestel word vir terapeutiese doeleindes te versamel.
Verband met genetika
Biologiese produkte wat deur rekombinante DNA (rDNA)-tegnologie in dierekulture vervaardig word, sluit inensieme, sintetiese hormone, immunobiologiese (monoklonale teenliggaampies, interleukiene, limfokiene) en teenkankermiddels. Terwyl baie eenvoudiger proteïene gemaak kan word met behulp van rDNA in bakteriese kulture, moet meer komplekse proteïene wat geglikosileer is (gemodifiseer deur koolhidrate) tans in dierselle gemaak word.
'n Belangrike voorbeeld van so 'n komplekse proteïen is die hormoon eritropoïetien. Die koste van die kweek van soogdierselkulture is hoog, daarom is navorsing aan die gang om sulke komplekse proteïene in insekselle of in hoër plante te skep. Die gebruik van enkele embrioniese selle en somatiese embrio's as 'n bron van direkte geenoordrag deur deeltjiebombardement, uitdrukking van verbygaande gene en konfokale mikroskopie is een van die toepassings daarvan. Plantselkultuur is die mees algemene vorm van hierdie praktyk.
Weefselkulture
Weefselkultuur is die kweek van weefsels of selle wat van 'n organisme geskei is. Hierdie proses word gewoonlik vergemaklik deur 'n vloeibare, halfvaste of vaste groeimedium soos sous of agar te gebruik. Weefselkultuur verwys oor die algemeen na die kultuur van dierselle en weefsels, met die meer spesifieke term wat gebruik word vir plante, plantsel en weefselkultuur. Die term "weefselkultuur" is deur die Amerikaanse patoloog Montrose Thomas Burroughs geskep.
Geskiedenis van weefselkultuur
In 1885 het Wilhelm Roux 'n gedeelte van die medullêre verwyderplate van fetale hoender en onderhou dit in 'n warm soutoplossing vir 'n paar dae, die vestiging van die basiese beginsel van weefselkultuur. In 1907 het dierkundige Ross Granville Harrison die groei van embrioniese paddaselle gedemonstreer wat aanleiding sou gee tot senuweeselle in gestolde limf. In 1913 het E. Steinhardt, C. Israel en R. A. Lambert vacciniavirus in fragmente van proefkonynhoringweefsel gekweek. Dit was reeds iets baie meer gevorderd as plantselkultuur.
Van verlede tot toekoms
Gotlieb Haberlandt was die eerste wat die moontlikheid uitgewys het om geïsoleerde plantweefsels te kweek. Hy het voorgestel dat hierdie metode die vermoëns van individuele selle deur weefselkultuur kan bepaal, asook die wedersydse invloed van weefsels op mekaar. Namate Haberland se oorspronklike aansprake gerealiseer is, het weefsel- en selkultuurtegnieke aktief toegepas begin word, wat gelei het tot nuwe ontdekkings in biologie en medisyne. Sy oorspronklike idee, wat in 1902 aangebied is, is totipotensialiteit genoem: "Teoreties is alle plantselle in staat om 'n volledige plant te produseer." Die verbouing van selkulture het destyds dramaties gevorder.
In moderne gebruik verwys weefselkultuur oor die algemeen na die groei van selle uit die weefsel van 'n veelsellige organisme in vitro. Die selkultuurtoestande is nie baie belangrik in hierdie geval nie. Hierdie selle kan van 'n skenker-organisme, primêre selle of 'n onsterflike sellyn geïsoleer word. Selle was besig om te was'n kultuurmedium wat die voedingstowwe en energiebronne bevat wat nodig is vir hul oorlewing. Die term "weefselkultuur" word dikwels uitruilbaar met selkultuur gebruik.
Aansoek
Die letterlike betekenis van weefselkultuur verwys na die kweek van stukkies weefsel, dit wil sê uitplantkultuur.
Weefselkultuur is 'n belangrike hulpmiddel om die biologie van selle van meersellige organismes te bestudeer. Dit verskaf 'n in vitro weefselmodel in 'n goed gedefinieerde omgewing wat maklik gemanipuleer en ontleed kan word.
In diereweefselkultuur kan selle as 2D-monolae (konvensionele kultuur) of binne veselagtige steiers of gels gekweek word om meer naturalistiese 3D-weefselagtige strukture (3D-kultuur) te verkry. Eric Simon het in 'n 1988 NIH SBIR-toekenningsverslag getoon dat elektrospin gebruik kan word om nano- en submikronskaal polimeerveselsteiers te vervaardig wat spesifiek ontwerp is vir gebruik as sel- en weefselsubstrate in vitro.
Hierdie vroeë gebruik van elektries geleidende veselroosters vir selkultuur en weefselingenieurswese het getoon dat verskillende tipes selle op polikarbonaatvesels sal aanheg en vermeerder. Daar is waargeneem dat, in teenstelling met die afgeplatte morfologie wat tipies in 2D-kultuur gesien word, selle wat op elektriese koordvesels gegroei is, 'n meer afgeronde 3D-morfologie vertoon wat tipies in in vivo-weefsels gesien word.
Kultuurplantweefsel word veral geassosieer met die groei van heel plante uit klein stukkies plantvesels wat in 'n medium gekweek is.
Verskille in modelle
Navorsing in weefselingenieurswese, stamselle en molekulêre biologie behels hoofsaaklik die groei van selkulture op plat plastiekskottels. Hierdie metode staan bekend as tweedimensionele (2D) selkultuur en is die eerste keer ontwikkel deur Wilhelm Roux, wat in 1885 'n deel van die medulêre plaat van 'n embrioniese hoender verwyder het en dit vir 'n paar dae in warm soutoplossing op plat glas gehou het.
Uit die vooruitgang van polimeertegnologie het die moderne standaard plastiekskottel vir tweedimensionele selkultuur, algemeen bekend as die petriskottel, ontstaan. Julius Richard Petri, 'n Duitse bakterioloog, wat gewoonlik in die wetenskaplike literatuur gekrediteer word as die uitvinder van hierdie uitvinding, het as 'n assistent vir Robert Koch gewerk. Vandag gebruik verskeie navorsers ook kultuurflesse, keëls en selfs weggooibare sakke soos dié wat in weggooibare bioreaktore gebruik word.
Behalwe kweek van goed-gevestigde onsterflike sellyne, kan selle van primêre uitplantings van baie organismes vir 'n beperkte tydperk gekweek word totdat vatbaarheid plaasvind. Gekweekte primêre selle is wyd in navorsing gebruik, soos in die geval van viskeratosiete in selmigrasiestudies. Selkultuurmedia kan in die meeste gebruik wordanders.
Plantselkulture word gewoonlik as selsuspensiekulture in vloeibare media of in calluskulture op vaste media gekweek. Die kultuur van ongedifferensieerde plantselle en kalli vereis 'n behoorlike balans van die plantgroeihormone ouksien en sitokinien.
