Субкультура (биология)

В биологии субкультура — это либо новая клеточная культура , либо микробиологическая культура, полученная путем переноса некоторых или всех клеток из предыдущей культуры в свежую питательную среду . Это действие называется субкультивированием или пассированием клеток. Субкультивирование используется для продления продолжительности жизни и/или увеличения количества клеток или микроорганизмов в культуре. ^{[ 1 ]}

Роль

Клеточные линии и микроорганизмы не могут удерживаться в культуре бесконечно из-за постепенного увеличения количества метаболитов , которые могут быть токсичными , истощения питательных веществ, присутствующих в культуральной среде, а также увеличения количества клеток или размера популяции из-за роста. Как только питательные вещества истощаются, а уровень токсичных побочных продуктов увеличивается, микроорганизмы в культуре переходят в стационарную фазу , где пролиферация значительно снижается или прекращается (плато значений плотности клеток). Когда микроорганизмы из этой культуры переносят в свежую среду, питательные вещества запускают рост микроорганизмов, которые проходят лаг-фазу , период медленного роста и адаптации к новой среде, за которой следует лог-фаза , период, когда клетки растут в геометрической прогрессии. ^{[ 1 ]}

Поэтому субкультура используется для получения новой культуры с более низкой плотностью клеток, чем исходная культура, свежими питательными веществами и отсутствием токсичных метаболитов, что позволяет продолжать рост клеток без риска гибели клеток. Субкультура важна как для пролиферирующих (например, таких микроорганизмов, как E. coli ), так и для непролиферирующих (например, терминально дифференцированные лейкоциты ) клеток. Субкультивирование также можно использовать для расчета кривой роста (например, времени генерации). ^{[ 2 ]} и получение лог-фазовых микроорганизмов для экспериментов (например, бактериальная трансформация). ^{[ 3 ]}

Обычно пересев осуществляется из культуры определенного объема в свежую питательную среду равного объема, что позволяет длительное время поддерживать клеточную линию. Субкультивирование в больший объем питательной среды используется, когда необходимо увеличить количество клеток, например, для использования в промышленном процессе или научном эксперименте.

Номер прохода

Часто важно записать приблизительное количество делений клеток в культуре, записывая количество пассажей или субкультур. В случае клеток растительной ткани сомаклональные вариации могут возникать в течение длительного периода в культуре. Аналогичным образом, в млекопитающих клеточных линиях хромосомные аберрации имеют тенденцию увеличиваться с течением времени. У микроорганизмов существует тенденция адаптироваться к условиям культивирования, которые редко совпадают с естественной средой микроорганизмов, что может изменить их биологию.

Протоколы прохождения

Протокол субкультивирования клеток во многом зависит от свойств участвующих клеток.

Подвесные клетки

Многие типы клеток, в частности многие микроорганизмы, растут в растворе и не прикрепляются к поверхности. Эти типы клеток можно субкультивировать, просто взяв небольшой объем родительской культуры и разбавив ее свежей питательной средой. Плотность клеток в этих культурах обычно измеряется в клетках на миллилитр для крупных эукариотических клеток или как оптическая плотность для света с длиной волны 600 нм для более мелких клеток, таких как бактерии. Клетки часто имеют предпочтительный диапазон плотностей для оптимального роста, и субкультура обычно старается поддерживать клетки в этом диапазоне.

Адгезивные клетки

Адгезивные клетки, например, многие линии клеток млекопитающих, растут, прикрепляясь к поверхности, такой как дно колбы для клеточной культуры или чашки Петри. Эти типы клеток необходимо отделить от поверхности, прежде чем их можно будет субкультивировать. Для прикрепившихся клеток плотность клеток обычно измеряется с точки зрения слияния , процента поверхности роста, покрытой клетками. Клетки часто имеют известный диапазон слияния для оптимального роста, например, линия клеток млекопитающих, такая как HeLa, обычно предпочитает слияние от 10% до 100%, и субкультура обычно пытается поддерживать клетки в этом диапазоне. Для субкультивирования клетки можно отделить одним из нескольких методов, включая обработку трипсином для разрушения белков, ответственных за прилипание к поверхности, хелатирование ионов кальция с помощью ЭДТА , что нарушает некоторые механизмы прилипания белков, или механические методы, такие как многократное промывание или использование скребка для клеток. Отделившиеся клетки затем ресуспендируют в свежей питательной среде и оставляют обратно на поверхность роста.

См. также

Трипсинизация

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Основы клеточной культуры» (PDF) . Инвитроген . стр. 26–27 . Проверено 20 июня 2019 г.
^ Бруслинд, Линда. «Рост микробов». Общая микробиология . Государственный университет Орегона. Веб. 15 марта 2021 г. https://open.oregonstate.education/generalmicrobiology/chapter/microbial-growth/
^ «Методы бактериальной культуры». Лаборатория Колд-Спринг-Харбор. 331-32. Протоколы лабораторных исследований Центра обучения ДНК . Веб. 15 марта 2021 г. http://labprotocols.dnalc.org/files/017_bacteria_cultural_techniques.pdf.

[Invitrogen-1] Jump up to: ^а ^б «Основы клеточной культуры» (PDF) . Инвитроген . стр. 26–27 . Проверено 20 июня 2019 г.

[2] Бруслинд, Линда. «Рост микробов». Общая микробиология . Государственный университет Орегона. Веб. 15 марта 2021 г. https://open.oregonstate.education/generalmicrobiology/chapter/microbial-growth/

[3] «Методы бактериальной культуры». Лаборатория Колд-Спринг-Харбор. 331-32. Протоколы лабораторных исследований Центра обучения ДНК . Веб. 15 марта 2021 г. http://labprotocols.dnalc.org/files/017_bacteria_cultural_techniques.pdf.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]