культура тканей

Эксплантация, метод сохранения жизнеспособности органов или их частей, участков тканей и отд. клеток вне организма. К. т. основана на создании асептич. условий, обеспечивающих питание, газообмен и удаление продуктов обмена культивируемых объектов при темп-ре, близкой к оптимальной для организма, компоненты к-рого взяты для выращивания. Первые опыты по К. т. у животных осуществил в 1907 Р. Гаррисон; клетки зачатка нервной системы зародыша лягушки в капле лимфы оставались живыми неск. недель, из них вырастали нервные волокна. В дальнейшем успехи в разработке К. т. были обусловлены гл. обр. созданием и усовершенствованием синтетич. питат. сред, содержащих необходимые для жизни клеток вещества.

Культуры клеток бывают 3 типов: первичные культуры, к-рые практически можно получить из любого органа, но через 2—3 нед они погибают; диплоидные культуры, получаемые, как правило, из эмбриональных тканей, в к-рых длительно сохраняются исходные биол. свойства, в т. ч. и постоянство диплоидного набора хромосом (до 50 пассажей); перевиваемые (стабильные) линии, к-рые могут существовать вне организма длит, время (десятки лет). Широкое распространение получил способ однослойных клеточных культур, при к-ром эксплантатом служит взвесь клеток, получаемая из измельчённой ткани при воздействии на неё ферментов (обычно трипсина). Ткани (обычно кусочки ок. 1 мм3) культивируют в спец. камерах в свёртывающейся смеси из плазмы крови, эмбрионального экстракта и изотонич. солевого раствора. При длит, культивировании увеличивающийся в размерах эксплантат обычно делят на части и пересевают. Существуют тканевые штаммы, культивируемые с пересевами десятки лет. Для культур органов применяют среды из агара или желатина с добавлением необходимых компонентов, а также пластмассовые фильтры на поверхности желточной оболочки куриного яйца.

С помощью К. т. изучают гистогенез, межтканевые и межклеточные взаимодействия, дифференцировку, рост и деление клеток, особенности обмена веществ в живых клетках, потребности их в питании, чувствительность к разл. веществам, в т. ч. к лекарствам. На клетках культур делают разл. операции: удаляют части клетки, вводят в неё микробы и вирусы. На К. т. готовят ряд вакцин, напр. против оспы, кори, полиомиелита. Органные культуры используются при изучении закономерностей развития зачатков органов в норме и в эксперименте, при совместном культивировании органов от разных особей одного или неск. видов и т. д., а также для изучения способов сохранения жизнеспособности изолированных органов и тканей, предназначенных для трансплантации. К. т.— один из важнейших методов экспериментальной биологии. Вместе с тем следует учитывать, что культивируемые объекты находятся в искусств, условиях, не соответствующих полностью условиям внутр. среды организма.

Первые работы по К. т. у растений провёл Ф. Стюард, показавший взаимное влияние делящихся клеток в культуре изолированной флоэмы моркови на процесс их дифференцировки (1958). Изменение условий выращивания (состав питат. сред, темп-pa, освещённость) позволяет либо поддерживать неорганизованное размножение клеток в длительной пересадочной культуре, либо индуцировать морфогенез. Установлена способность к делению и дифференцировке in vitro клеток почти любой растит, ткани (кроме, возможно, ксилемы) с образованием клеточной массы, подобной зародышу, к-рая развивается во взрослое растение, т. е. тотипотентностъ растит, клеток. Не только клетки, но и изолированные протопласты способны в условиях К. т. синтезировать новую клеточную оболочку, делиться с образованием каллюса и регенерировать в целое растение.

К. т. растений — удобная модель для изучения их онтогенеза, генетики, растит, вирусологии, обмена веществ и др. Практич. значение К. т. заключается в возможности выращивания больших количеств клеточной биомассы (напр., биомассы женьшеня) с целью получения из неё ценных веществ. Получение методом К. т. гаплоидных растений из пыльников и микроспор, культивирование семяпочек и зародышей ускоряет и облегчает селекционный процесс (напр., в селекции древесных растений). Применением клеточной инженерии в К. т. и клеток растений (гибридизация соматич. клеток, мутагенез и селекция на клеточном уровне, перенос генов) можно получать изменённые формы растений с заданными свойствами. На основе К. т. разработаны способы криоконсервации — длительного хранения в условиях глубокого холода — меристемных тканей, что позволило создать их банки, служащие цели сохранения генофонда растений.