Актуальность применения культур клеток в различных областях биологии, медицины и сельского хозяйства

Применение клеточных культур в качестве тест-объектов при испытании новых фармакологических веществ.

Преимущества получения ряда фармакологических веществ из растений заключается в следующем:
• независимость от климатических, сезонных и географических условий;
• стабильность выпуска продукции в течение года;
• уменьшение площади почвы, вовлеченной в хозяйственный оборот.
На основе культуры клеток можно:
• получать известные вещества, присущие определенному растению, такие как никотин, кодеин, хинин, сапонины и др.;
• обеспечить синтез новых продуктов из трудно выращиваемых растений, например, адаптоген (лекарственное средство, преимущественно растительного происхождения, проявляющее общетонизирующие свойства, влияющие на деятельность основных органов и систем.) из корня женьшеня;
• получать новые вещества;
• использовать системы клеток для биотрансформации конечного продукта.
Для тест-объектов в основном используются животные клетки. Проверка на токсичность препарата, целенаправленное действие препарата, канцерогенность проверяют на тест-объектах.
В настоящее время существует промышленное получение ряда ценных веществ из растительной биомассы методом in vitro.
Существует несколько стандартных питательных сред, широко используемых при культивировании, но количество регуляторов роста в них варьирует в зависимости от вида растений, на выход продукта может влиять концентрация источника углерода и других компонентов среды.
Технология получения растительного сырья на основе каллусных культур имеет ряд преимуществ – это надежность и стабильность выхода биомассы и продуктов вторичного метаболизма, а также возможность использования каллусной системы для иммобилизации и последующей биотрансформации, но обладает существенным недостатком – необходимостью применения ручного труда.

5. 
   Применение клеточных культур для сохранения генофонда исчезающих видов животных и растений.
   

Сохранение разнообразия форм жизни - важнейшая проблема современного человечества. Уже давно доказано, что устойчивость сообщества тем выше, чем больше число составляющих его видов. Поэтому сохранение биоразнообразия является единственным механизмом обеспечения стабильности жизни на Земле.
Сохранение генофонда растений в условиях in vitro. Данный приём подразумевает использование коллекций: каллусных культур растений, а также растений в пробирках и суспензионных культурах. Разработка методов культивирования клеток и тканей в условиях in vitro позволила использовать их для сохранения генофонда различных растительных объектов.
При работе с растущими коллекциями необходимо поддерживать без изменений состав питательных сред, размер пересаживаемых культур, длительность культивирования, а также условия выращивания (температуру, влажность, освещенность). Растущие коллекции постоянно оцениваются по ряду параметров (рост, жизнеспособность клеток, митотическая активность, содержание вторичных соединений и др.). Сравнение штаммов сразу по нескольким признакам может быть облегчено использованием компьютерных программ.
Депонирование коллекций растительных клеток in vitro.
В настоящее время разработаны методы так называемого «депонирования» коллекций, которые позволяют существенно удлинить период между пересадками культур. Это связано с тем, что периодическое субкультивирование клеточных культур растений трудоемко и требует значительных затрат, как на выполнение работ, так и на приготовление питательных сред для культивирования.
Депонированные коллекции растительных культур могут расти без пересадок в течение 1 года и даже больше. В ряде случаев удачным является одновременное использование нескольких подходов, например, выращивание при низкой температуре и в присутствии веществ, тормозящих рост клеток.
Криосохранение и его возможности. Криосохранение – один из наиболее перспективных способов сохранения генофонда высших растений и животных. Оно позволяет хранить органы, ткани и клетки в замороженном состоянии при температуре жидкого азота (-196°С). Хранимый в этих условиях материал остается генетически стабильным и не подвержен изменениям, которые происходят с организмами при хранении обычными способами. Клетки растений являются более трудным объектом для криоконсервации, чем клетки животных.

6. 
   Аппараты для очистки воды, используемой для приготовления питательных сред или мытья культуральной посуды. Их характеристика и возможности получения сверхчистой и общелабораторной воды.
   

Качество воды, используемой для приготовления питательных сред либо для мытья культуральной посуды, имеет важное значение. До недавнего времени такая вода приготавливалась путем простой и двукратной дистилляции питьевой воды. В настоящее время наряду с традиционными широкое применение получили методы очистки воды путем использования физико-химических процессов обратного осмоса, ионного обмена и мембранной фильтрации. Водопроводная вода, используемая в качестве исходной и прошедшая в этих установках через очистку обратным осмосом, поступает на фильтры из активированного угля, с них - на колонки с ионообменными смолами и затем - на мембранные фильтры с диаметром пор 0,22 мкм. При необходимости вода дополнительно подвергается воздействию мощного потока УФ облучения.
Для очистки воды подобным способом наиболее часто применяются установки типа ОВ-1, состоящие из двух конструктивно самостоятельных частей, допускающих независимое использование, – ОВ-2 и ОВ-3. Установка ОВ-2 осуществляет приготовление общелабораторной воды, превосходящей по качеству очистки дистиллированную воду. Установка ОВ-3 предназначена для получения пригодной для приготовления питательных сред сверхчистой из общелабораторной или дистиллированной воды.