همزمان سازی سلول ها در کشت سوسپانسیونی

کشت همزمان (Synchronous culture)

یک کشت همزمان، نوعی کشت است که در آن چرخه سلولی و یا یک مرحله خاص از چرخه سلولی اکثر سلول ها، همزمان است. به عبارت دیگر، اکثر سلول ها مراحل چرخه سلولی خود را به طور همزمان طی می نمایند. در یک کشت سوسپانسیونی، درصد کم سلول هایی که فعالانه در حال تقسیم هستند و تمایل سلول ها به تشکیل توده، موانع اصلی در ایجاد همزمانی می باشند.

سلول های گیاهی کشت شده از نظر اندازه، شکل، حجم هسته، محتوى DNA و مدت زمان چرخه سلولی، بسیار متفاوت هستند. این تغییرات باعث عدم همزمانی در کشت می شود و تحقیقات بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی، و ژنتیکی فرایندهایی نظیر تقسیم سلولی، متابولیسم، و سایر صفات سلولی را پیچیده می نماید. برای ایجاد همزمانی در سلول ها، با چرخه سلولی بایستی آشنایی داشت.

چرخه سلولی به دو مرحله اینترفاز و میتوز تقسیم می شود:

۱- مرحله اینترفاز :

به سه زیر مرحله شامل فاز قبل از سنتز (وقفه G1)، فاز سنتز DNA (مرحله S)، و فاز بعد از سنتز (وقفه G2)، تقسیم می شود.

۲- مرحله میتوز:

بنابراین، میتوز بخش کوچکی از چرخه سلولی را به خود اختصاص می دهد که در بین مراحل G2 و G1 قرار می گیرد. همزمانی مستلزم این خواهد بود که تمام سلول ها به طور همزمان مراحل مشخصی از چرخه سلولی را سپری نمایند.

روش های مختلف ایجاد همزمانی:

۱- تیمار سرما:

شوک دمایی در ۴ درجه سانتیگراد و به مدت چند روز، می تواند استفاده شود.

۲- گرسنگی دادن:

فقدان یک فاکتور ضروری رشد در کشت های سوسپانسیون به ایجاد فاز سکون می انجامد. فراهم کردن مجدد فاکتور ضروری با تجدید کشت در یک محیط کشت کامل تازه، موجب آغاز مجدد رشد و در نتیجه بروز همزمانی در رشد سلول ها می شود. گزارش شده است که سلول های گیاه سیکامور (Cycamore) در اثر فقدان فسفر در مرحله G1 و در اثر فقدان کربوهیدرات در مرحله G2 را متوقف می شوند. سلول هایی که با کمبود نیتروژن مواجه شوند، در مرحله G1 را تجمع می یابند.

جشنواره پاییزه

جشنواره فروش بذر های خاص و کمیاب با بیش از ۱۲۰۰ رقم تنوع

همین الآن خرید کنید

۳- استفاده از بازدارنده ها:

فرآیندهای چرخه سلولی را می توان با افزودن مواد بازدارنده سنتر DNA، به طور موقت بلوکه کرد و سلول ها را در مرحله خاصی تجمع داد. پس از حذف عامل بازدارنده، سلول ها به طور همزمان وارد مرحله بعدی خواهند شد. معمولا ۵- فلوئورو اکسی اوریدین (FudR)، تیمیدین (TdR)، و هیدروکسی اوره (HU) که سلول ها را در مراحل G1 و S متوقف می نمایند، مورد استفاده قرار می گیرند. در این روش، همزمانی سلولی فقط محدود به یک چرخه سلولی است.

۴- استفاده از کلشی سین:

کلشی سین یکی از مواد بسیار مؤثر در ممانعت از تشکیل رشته های دوک است که سلول ها را در مرحله متافاز تقسیم سلولی متوقف می نماید. این ماده به مقدار ۰/۲ درصد (وزنی به حجمی) در مرحله رشد تصاعدی به کشت های سوسپانسیونی افزوده میشود این همزمانی بر حسب ضریب میتوز، یعنی در صد سلول هائی که در مرحله میتوز چرخه سلولی خود قرار دارند، محاسبه میشود.

• نکته:

برای ایجاد همزمانی در کشت سلول های یک گونه گیاهی، تمامی روش های فوق از کارایی یکسانی برخوردار نیستند و هر گونه از گیاه به یک یا چند روش خاص، بهتر پاسخ می دهد. بنابراین غالبا تلفیقی از این روش ها مورد استفاده قرار می گیرد.

منبع:  کتاب اصول بیوتکنولوژی گیاهی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ ششم.

رسول رحیم پور