6:09 ص
الانتاج النباتي -
البيولوجيا -
كتب الزراعة
كتاب : محاضرات في زراعة الانسجة النباتية
زراعة الأنسجة ، وهي طريقة بحث بيولوجي يتم فيها نقل أجزاء من أنسجة حيوان أو نبات إلى بيئة اصطناعية يمكن أن تستمر فيها على قيد الحياة وتعمل. قد يتكون النسيج المستنبت من خلية واحدة أو مجموعة من الخلايا أو عضو أو جزء منه. قد تتكاثر الخلايا في الثقافة ؛ تغيير الحجم أو الشكل أو الوظيفة ؛ يُظهر نشاطًا متخصصًا (خلايا العضلات ، على سبيل المثال ، قد تتقلص) ؛ أو تتفاعل مع خلايا أخرى.
تم إجراء محاولة مبكرة لزراعة الأنسجة في عام 1885 من قبل عالم الحيوان الألماني فيلهلم رو ، الذي زرع أنسجة من جنين كتكوت في محلول ملح دافئ. جاء أول نجاح حقيقي في عام 1907 ، عندما أظهر عالم الحيوان الأمريكي روس جي هاريسون نمو عمليات الخلايا العصبية في الضفدع في وسط من اللمف المتخثر. قام الجراح الفرنسي ألكسيس كاريل ومساعده مونتروز بوروز لاحقًا بتحسين أسلوب هاريسون ، حيث أبلغا عن تقدمهما الأولي في سلسلة من الأوراق المنشورة في 1910-1911. صاغ كاريل وبوروز مصطلح زراعة الأنسجة وعرفا المفهوم. بعد ذلك ، نجح عدد من المجربين في زراعة خلايا حيوانية ، باستخدام مجموعة متنوعة من السوائل البيولوجية كوسائط استزراع ، مثل اللمف ومصل الدم والبلازما ومستخلصات الأنسجة.
في الثمانينيات والتسعينيات من القرن الماضي ، تم تطوير طرق مكنت الباحثين من زراعة خلايا جذعية جنينية للثدييات بنجاح في ظل ظروف اصطناعية. مكّنت هذه الإنجازات في نهاية المطاف من إنشاء خطوط الخلايا الجذعية الجنينية البشرية والحفاظ عليها ، مما أدى إلى تطوير فهم الباحثين لبيولوجيا الإنسان وسهّل إلى حد كبير التقدم في العلاجات والطب التجديدي.
يمكن زراعة الخلايا في وسط مستنبت من أصل بيولوجي مثل مصل الدم أو مستخلص الأنسجة ، في وسط اصطناعي محدد كيميائيًا ، أو في خليط من الاثنين. يجب أن يحتوي الوسط على نسب مناسبة من العناصر الغذائية الضرورية للخلايا المراد دراستها ويجب أن تكون حمضية أو قلوية بشكل مناسب. تزرع الثقافات عادة إما على شكل طبقات مفردة من الخلايا على سطح زجاجي أو بلاستيكي أو معلق في وسط سائل أو شبه صلب.
لبدء الاستنبات ، يتم تشتيت عينة صغيرة من الأنسجة على الوسط أو داخله ، ثم يتم تحضين القارورة أو الأنبوب أو الصفيحة التي تحتوي على المزرعة ، وعادةً ما تكون عند درجة حرارة قريبة من البيئة الطبيعية للنسيج. يتم الحفاظ على الظروف المعقمة لمنع التلوث بالكائنات الحية الدقيقة. تبدأ الثقافات أحيانًا من خلايا مفردة ، مما يؤدي إلى إنتاج مجموعات بيولوجية موحدة تسمى الحيوانات المستنسخة. عادةً ما تؤدي الخلايا المفردة إلى ظهور مستعمرات في غضون 10 إلى 14 يومًا من وضعها تحت ظروف الاستنبات.
هناك نوعان رئيسيان من الثقافات: الثقافات الأولية (المميتة) وثقافات سلالات الخلايا الراسخة (الخالدة). تتكون الثقافات الأولية من خلايا أو أنسجة أو أعضاء طبيعية يتم استئصالها مباشرة من الأنسجة التي تم جمعها بواسطة خزعة من كائن حي. تعتبر الثقافات الأولية مفيدة من حيث أنها تمثل بشكل أساسي الوظيفة الطبيعية للخلية أو الأنسجة أو العضو قيد الدراسة. ومع ذلك ، فكلما طالت مدة الاحتفاظ بالعينات في المزرعة ، زاد تراكم الطفرات ، مما قد يؤدي إلى تغييرات في بنية الكروموسوم ووظيفة الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الثقافات الأولية بشكل عام مميتة. تخضع الخلايا لعملية الشيخوخة حيث تتكاثر من 50 إلى 100 جيل فقط ، وبعد ذلك ينخفض المعدل بشكل ملحوظ. تشير النقطة التي تتوقف عندها الخلايا في الثقافات الأولية عن النمو ، أو تخضع للشيخوخة التكرارية ، إلى ما يسمى بحد Hayflick (الذي سمي باسم مكتشفه ، عالم الأحياء الدقيقة الأمريكي ليونارد هايفليك).
على النقيض من ذلك ، يمكن أن تستمر خطوط الخلايا المنشأة إلى أجل غير مسمى. تُشتق هذه الخطوط الخلوية عمومًا من خزعات الورم من المرضى ، أو قد تتولد من الخلايا الأولية التي خضعت لطفرات مكنتها من التغلب على حد Hayflick ومواصلة التكاثر. على غرار الخلايا الموجودة في الثقافات الأولية ، تتراكم الخلايا الموجودة في الخطوط الثابتة الطفرات بمرور الوقت والتي يمكن أن تغير طابعها. وبالتالي ، لكي يتمكن الباحثون من المختبرات المختلفة من مقارنة نتائج التجارب باستخدام نفس خطوط الخلايا ، يجب عليهم تأكيد هوية الخلايا التي يعملون معها. يتم التحقق من هوية الخلية من خلال عملية تُعرف باسم المصادقة ، حيث تتم مقارنة ملف تعريف الحمض النووي للخلايا المستنبتة بالملف الشخصي المعروف أو القياسي لخط الخلية هذا.
معالجة الخلايا والأنسجة المستنبتة
يمكن فحص الثقافات الحية مباشرة بالمجهر ، أو يمكن ملاحظتها عن طريق الصور الفوتوغرافية والصور المتحركة المأخوذة من خلال المجهر. يمكن أيضًا قتل الخلايا والأنسجة والأعضاء وتثبيتها (حفظها) وتلطيخها لمزيد من الفحص. بعد التثبيت ، يمكن أيضًا دمج العينات (على سبيل المثال ، في الراتنج) وتقطيعها إلى أقسام رفيعة للكشف عن تفاصيل إضافية تحت المجهر الضوئي أو الإلكتروني.
تخضع الخلايا الموجودة في زراعة الأنسجة لمجموعة واسعة من العلاج التجريبي. على سبيل المثال ، يمكن إضافة الفيروسات أو الأدوية أو الهرمونات أو الفيتامينات أو الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض أو المواد الكيميائية المشتبه في إنتاجها للسرطان إلى المزرعة. يقوم العلماء بعد ذلك بمراقبة الخلايا بحثًا عن التغيرات العالمية في سلوك الخلية أو وظيفتها أو عن تغييرات في جزيئات معينة ، مثل التغيرات في التعبير عن بروتين أو جين معين.
سمحت زراعة الأنسجة بالعديد من الاكتشافات في العلوم البيولوجية. لقد كشفت ، على سبيل المثال ، عن معلومات أساسية عن الخلايا فيما يتعلق بتكوينها وشكلها ؛ نشاطهم البيوكيميائي والوراثي والإنجابي ؛ تغذيتهم ، والتمثيل الغذائي ، والوظائف المتخصصة ، وعمليات الشيخوخة والشفاء ؛ التأثيرات على الخلايا من العوامل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية (الأدوية والفيروسات ، على سبيل المثال) ؛ والاختلافات بين الخلايا السليمة والخلايا الشاذة مثل الخلايا السرطانية. ساعد العمل مع مزارع الأنسجة على تحديد العدوى ، ونقص الإنزيمات ، والتشوهات الصبغية ، وتصنيف الأورام ، وصياغة واختبار الأدوية واللقاحات.....
------------------
-----------------------------
ليست هناك تعليقات: