Эсийн өсгөвөр нь нөхцөл байдлаас ихээхэн хамаардаг. Эдгээр нь эсийн төрөл тус бүрээс хамаарч өөр өөр байдаг боловч ихэвчлэн шаардлагатай шим тэжээл (амин хүчил, нүүрс ус, витамин, эрдэс бодис), өсөлтийн хүчин зүйл, гормон, хий (CO2, O2) -ийг хангаж, бие махбодийг зохицуулдаг субстрат эсвэл орчинтой тохиромжтой савнаас бүрддэг. -химийн орчин.(буферийн рН, осмосын даралт, температур). Ихэнх эсүүд нь гадаргуу эсвэл хиймэл субстрат (наалдамхай эсвэл нэг давхарга өсгөвөрлөх) шаарддаг бол бусад нь өсгөвөрлөх орчинд (суспензийн өсгөвөр) чөлөөтэй үржүүлж болно. Ихэнх эсийн амьдрах хугацаа нь генетикийн хувьд тодорхойлогддог боловч зарим эсийн өсгөвөр нь үхэшгүй мөнх эс болон хувирч, оновчтой нөхцөл бүрдвэл тодорхойгүй хугацаагаар үржих болно.
Тодорхойлолт
СЭнд байгаа тодорхойлолт нь маш энгийн. Практикт одоо "эсийн өсгөвөр" гэсэн нэр томъёо нь бусад төрлийн өсгөвөрөөс ялгаатай нь олон эсийн эукариот, ялангуяа амьтны эсээс гаралтай эсийг тариалахыг хэлдэг. Түүхэн хөгжил, соёлын арга нь эдийн соёл, эрхтэний соёлтой нягт холбоотой байдаг. Вирусын өсгөвөр нь эсүүдтэй вирусын эзэн болдог.
Түүх
Анхны эд эсийн эх үүсвэрээс тусгаарлагдсан эсийг олж авах, өсгөвөрлөх лабораторийн арга 20-р зууны дунд үеэс илүү бат бөх болсон. Энэ чиглэлээр гарсан гол нээлтүүдийг Йелийн их сургуулийн эрдэмтэд хийсэн.
Зууны дунд үеийн нээлт
Уг нь олон аюултай вирусыг эмчлэх эм олохын тулд эсийг олж авах, өсгөвөрлөх дадлага хийдэг байсан. Хэд хэдэн судлаачид вирусын олон омог нь тусгай колбонд бие даан хадгалагддаг зохиомлоор ургуулсан амьтны эс, тэр ч байтугай бүхэл бүтэн эрхтэн дээр аюулгүй амьдарч, үржиж, үржиж чаддаг болохыг олж мэдсэн. Дүрмээр бол ийм туршилтанд хүнтэй аль болох ойрхон амьтдын эрхтнүүдийн эсийг ашигладаг - жишээлбэл шимпанзе гэх мэт өндөр приматууд. Эдгээр бүх нээлтийг 1940-өөд онд хүмүүс дээр хийсэн туршилт тодорхой шалтгааны улмаас хамгийн их хамааралтай байсан үед хийсэн.
Арга зүй
Экс vivo өсгөвөрлөх зорилгоор эд эсийг хэд хэдэн аргаар тусгаарлаж болно. Тэд цуснаас амархан цэвэрлэгдэх боломжтой боловч зөвхөн цагаан эсүүд нь өсгөвөрлөх чадвартай байдаг. Эсүүд боломжтойколлагеназа, трипсин, проназ зэрэг ферментүүдийг ашиглан эсийн гаднах матрицыг задлах замаар хатуу эдээс тусгаарлаж, эсийг суспенз болгон суллахын тулд эдийг хутгана. Эсвэл эдийн хэсгүүдийг өсөлтийн орчинд байрлуулж, ургаж буй эсүүдийг өсгөвөрлөх боломжтой. Энэ аргыг эксплант өсгөвөр гэж нэрлэдэг.
Сэдвээс шууд өсгөвөрлөж авсан эсийг анхдагч эс гэж нэрлэдэг. Хавдраас үүссэн заримыг эс тооцвол ихэнх анхдагч эсийн өсгөвөрлөх хугацаа хязгаарлагдмал байдаг.
Үхэшгүй мөнх ба үүдэл эс
Тогтоосон эсвэл мөнхөрсөн эсийн шугам нь санамсаргүй мутаци эсвэл теломераза генийг зохиомлоор илэрхийлэх зэрэг зориудаар өөрчлөх замаар тодорхойгүй хугацаагаар үржих чадварыг олж авсан. Олон тооны эсийн шугамыг ердийн эсийн төрлөөр сайн мэддэг.
Амьтны эсийн бөөнөөр өсгөвөрлөх нь вирусын эсрэг вакцин болон биотехнологийн бусад бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд үндэс суурь болдог. Хүний үүдэл эсийн өсгөвөр нь тэдгээрийн тоог нэмэгдүүлэх, эсийг шилжүүлэн суулгахад тохиромжтой төрөл болгон ялгахад ашигладаг. Хүний (үүдэл) эсийн өсгөвөрийг эмчилгээний зорилгоор үүдэл эсээс ялгардаг молекул, экзосом цуглуулахад ашигладаг.
Генетиктэй холбоотой
Амьтны өсгөвөрт рекомбинант ДНХ (rDNA) технологиор үйлдвэрлэсэн биологийн бүтээгдэхүүнүүд орно.фермент, синтетик гормон, иммунобиологийн (моноклональ эсрэгбие, интерлейкин, лимфокин) болон хорт хавдрын эсрэг бодисууд. Бактерийн өсгөвөрт rDNA-г ашиглан олон энгийн уураг хийж болох ч гликозилжсэн (нүүрс усаар өөрчлөгдсөн) илүү нарийн төвөгтэй уургууд нь одоогоор амьтны эсэд хийгдэх ёстой.
Ийм нарийн төвөгтэй уургийн чухал жишээ бол эритропоэтин гормон юм. Хөхтөн амьтдын эсийн өсгөвөр ургуулах зардал өндөр тул шавьжны эс эсвэл өндөр ургамлуудад ийм нарийн төвөгтэй уураг үүсгэх судалгаа хийгдэж байна. Нэг үр хөврөлийн эс ба соматик үр хөврөлийг бөөмийн бөмбөгдөлт, түр зуурын генийг илэрхийлэх, бүдүүн микроскопоор шууд ген шилжүүлэх эх үүсвэр болгон ашиглах нь түүний хэрэглээний нэг юм. Ургамлын эсийн өсгөвөр нь энэ дасгалын хамгийн түгээмэл хэлбэр юм.
Эдийн соёл
Эд эсийг өсгөвөрлөх гэдэг нь тухайн организмаас тусгаарлагдсан эд эс эсвэл эсийг тариалах явдал юм. Энэ процессыг ихэвчлэн шөл, агар зэрэг шингэн, хагас хатуу эсвэл хатуу өсөлтийн орчин ашиглан хөнгөвчилдөг. Эдийн өсгөвөр гэдэг нь ерөнхийдөө амьтны эс, эд эсийн өсгөвөрийг хэлдэг бөгөөд илүү тодорхой нэр томъёог ургамал, ургамлын эс, эдийн өсгөвөрт ашигладаг. "Эдийн соёл" гэсэн нэр томьёог Америкийн эмгэг судлаач Монтроуз Томас Берроуз анх санаачилсан.
Эдийн соёлын түүх
1885 онд Вильгельм Рус нугасны нэг хэсгийг авсан.ургийн тахианы ялтсуудыг хийж, давсны бүлээн уусмалд хэдэн өдрийн турш байлгаж, эд эсийн өсгөвөрлөх үндсэн зарчмыг тогтоов. 1907 онд амьтан судлаач Росс Гранвилл Харрисон үр хөврөлийн мэлхийн эсийн өсөлтийг харуулсан бөгөөд энэ нь өтгөрүүлсэн тунгалгийн мэдрэлийн эсийг үүсгэдэг. 1913 онд E. Steinhardt, C. Israel, R. A. Lambert нар далайн гахайн эвэрний эд эсийн хэсгүүдэд вакцины вирусыг тариалсан. Энэ нь аль хэдийн ургамлын эсийн өсгөвөрөөс хамаагүй илүү дэвшилтэт зүйл байсан.
Өнгөрсөнөөс ирээдүй рүү
Готлиб Хаберландт анх удаа ургамлын тусгаарлагдсан эдийг тариалах боломжийг онцолсон. Тэрээр энэхүү арга нь эд эсийн өсгөвөрлөх замаар бие даасан эсүүдийн чадавхийг тодорхойлохоос гадна эд эсүүд бие биедээ үзүүлэх нөлөөллийг тодорхойлох боломжтой гэж тэрээр санал болгов. Хаберландын анхны мэдэгдлүүд биелэгдэх тусам эд, эсийн өсгөвөрлөх арга техникийг идэвхтэй ашиглаж эхэлсэн нь биологи, анагаах ухаанд шинэ нээлтүүдийг хийхэд хүргэсэн. 1902 онд танилцуулсан түүний анхны санааг totipotentiality гэж нэрлэжээ: "Онолын хувьд бүх ургамлын эсүүд бүрэн ургамлыг бий болгох чадвартай." Тухайн үед эсийн өсгөвөрийн тариалалт асар их хөгжсөн.
Орчин үеийн хэрэглээнд эдийн өсгөвөр гэдэг нь ерөнхийдөө олон эст организмын эд эсийн эсийн өсөлтийг in vitro гэж хэлдэг. Энэ тохиолдолд эсийн өсгөвөрлөх нөхцөл тийм ч чухал биш юм. Эдгээр эсүүд нь донор организм, анхдагч эс эсвэл мөнхөрсөн эсийн шугамаас тусгаарлагдсан байж болно. Эсүүд угааж байнаамьд үлдэхэд шаардлагатай шим тэжээл, эрчим хүчний эх үүсвэрийг агуулсан соёлын орчин. "Эдийн өсгөвөр" гэдэг нэр томъёог ихэвчлэн эсийн өсгөвөрт орлуулдаг.
Програм
Эдийн өсгөвөр гэдэг үгийн шууд утга нь эд эсийг тариалах, өөрөөр хэлбэл эксплант өсгөвөрлөхийг хэлдэг.
Эд эсийн өсгөвөр нь олон эст организмын эсийн биологийг судлах чухал хэрэгсэл юм. Энэ нь хялбархан удирдаж, дүн шинжилгээ хийх боломжтой, нарийн тодорхойлсон орчинд in vitro эдийн загварыг өгдөг.
Амьтны эдийн өсгөвөрт эсийг 2 хэмжээст нэг давхарга (ердийн өсгөвөр) эсвэл фиброз тулгуур эсвэл гель дотор ургуулж, илүү натурал 3D эдтэй төстэй бүтэц (3D өсгөвөр) олж авах боломжтой. Эрик Саймон 1988 оны NIH SBIR-ийн буцалтгүй тусламжийн тайланд электроспинингийг in vitro-д эс болон эдийн субстрат болгон ашиглахаар тусгайлан бүтээсэн нано болон микрон бага хэмжээний полимер шилэн хавтанг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болохыг харуулсан.
Цахилгаан дамжуулагч шилэн торыг эсийн өсгөвөр болон эдийн инженерчлэлд анх ашигласан нь янз бүрийн төрлийн эсүүд поликарбонат утаснуудад наалдаж, үрждэг болохыг харуулсан. 2D өсгөвөрт ихэвчлэн харагддаг хавтгай хэлбэртэй хэлбэрээс ялгаатай нь цахилгаан утаснуудад ургасан эсүүд нь ихэвчлэн in vivo эдэд харагддаг илүү дугуйрсан 3D морфологийг харуулдаг нь ажиглагдсан.
Соёлургамлын эд, ялангуяа дунд орчинд тариалсан ургамлын ширхэгийн жижиг хэсгүүдээс бүхэл бүтэн ургамал ургуулахтай холбоотой.
Загваруудын ялгаа
Эд эсийн инженерчлэл, үүдэл эс, молекул биологийн судалгаанд үндсэндээ хавтгай хуванцар аяган дээр эсийн өсгөвөр ургуулахыг хэлнэ. Энэ аргыг хоёр хэмжээст (2 хэмжээст) эсийн өсгөвөр гэж нэрлэдэг бөгөөд 1885 онд үр хөврөлийн тахианы ясны ясны хэсгийг салгаж, бүлээн давсны уусмалд хэдэн өдрийн турш хавтгай шилэнд хадгалсан Вильгельм Ру анх боловсруулсан.
Полимер технологийн дэвшлээс хоёр хэмжээст эсийн өсгөвөрт зориулсан орчин үеийн стандарт хуванцар таваг буюу Петрийн таваг гэж нэрлэгддэг. Германы нян судлаач Жулиус Ричард Петри, шинжлэх ухааны ном зохиолд ихэвчлэн энэхүү шинэ бүтээлийг зохион бүтээгч гэж тооцогддог бөгөөд Роберт Кохын туслахаар ажиллаж байжээ. Өнөөдөр янз бүрийн судлаачид нэг удаагийн биореакторт ашигладаг шиг өсгөвөрлөх колбо, боргоцой, тэр ч байтугай нэг удаагийн уутыг ашигладаг.
Үхэшгүй мөнхөрсөн эсийн үржүүлгээс гадна олон организмын анхдагч эксплантаас авсан эсийг мэдрэмтгий байдал үүсэх хүртэл хязгаарлагдмал хугацаанд өсгөвөрлөж болно. Өсгөвөрлөсөн анхдагч эсүүд нь эсийн шилжилтийн судалгаанд загасны кератоцитын нэгэн адил судалгаанд өргөн хэрэглэгддэг. Ихэнх тохиолдолд эсийн өсгөвөрлөгчийг ашиглаж болноөөр.
Ургамлын эсийн өсгөвөрийг ихэвчлэн шингэн орчинд эсийн суспензийн өсгөвөр эсвэл хатуу орчин дахь каллусын өсгөвөрт ургуулдаг. Ялгараагүй ургамлын эс болон каллигийн өсгөвөрлөхөд ургамлын өсөлтийн даавар ауксин ба цитокинины зохистой тэнцвэрт байдал шаардлагатай.
