Войти
Слитый протопласт (слева) с хлоропластами (из листовой клетки) и цветной вакуоль (из лепестка). Соматическое слияние, также называемый слияние протопластов, представляет собой тип генетической модификации растений, при которой два разных вида растений сливаются вместе с образованием нового гибрида растение с характеристиками обоих, соматический гибрид . Гибриды были получены либо между разными сортами одного и того же вида (например, между нецветущими растениями картофеля и цветущими растениями картофеля) или между двумя разными видами (например, между пшеницей Triticum и рожью Secale для производства Triticale ).
Использование соматического слияния включает придание растениям картофеля устойчивости к болезни скручивания листьев картофеля. Посредством соматического слияния культурное растение картофеля Solanum tuberosum, урожайность которого сильно снижается из-за вирусного заболевания, передаваемого тлей переносчиком, сливается с диким, не клубнеплодным картофелем Solanum brevidens, который устойчив к заболеванию. Полученный гибрид имеет хромосомы обоих растений и, таким образом, подобен полиплоидным растениям. Соматическая гибридизация была впервые введена Carlson et al. in Nicotiana glauca.
Процесс соматического слияния происходит в четыре этапа:
Процедура для семенных растений, описанная выше, слияние протопластов мха может быть начато без поражение электрическим током, но с использованием полиэтиленгликоля (PEG). Кроме того, протопластам мха не требуется фитогормоны для регенерации, и они не образуют каллус. Вместо этого регенерирующие протопласты мха ведут себя как прорастающие споры мха . Также следует отметить, что нитрат натрия и ион кальция могут использоваться при высоком pH, хотя результаты могут быть разными в зависимости от организма.
Соматические клетки различных типы могут быть объединены для получения гибридных клеток. Гибридные клетки можно использовать различными способами, например,
(i) для изучения контроля деления клеток и экспрессии гена,
(ii) для исследования злокачественные трансформации,
(iii) для получения вирусной репликации,
(iv) для гена или картирования хромосомы и для
(v) производство моноклональных антител путем производства гибридомы (гибридные клетки между иммортализованной клеткой и антителом, продуцирующим лимфоцит ) и т. д.
Картирование хромосом посредством гибридизации соматических клеток по существу основано на слиянии соматических клеток человека и мыши. Обычно человеческие фиброциты или лейкоциты сливаются с непрерывными клеточными линиями.
мыши, когда клетки человека и мыши (или клетки любых двух видов млекопитающих или одного и того же вида) смешаны, спонтанное слияние клеток происходит с очень низкой скоростью (10-6). Слияние клеток усиливается в 100-1000 раз за счет добавления ультрафиолетового инактивированного вируса Сендай (парагриппа) или полиэтиленгликоля (ПЭГ).
Эти агенты прикрепляются к плазматическим мембранам клеток и изменяют их свойства таким образом, чтобы облегчить их слияние. Слияние двух клеток дает гетерокарион, то есть единственную гибридную клетку с двумя ядрами, по одному от каждой из клеток, вступающих в слияние. Впоследствии два ядра также сливаются, давая гибридную клетку с одним ядром.
Обобщенная схема гибридизации соматических клеток может быть описана следующим образом. Подходящие человеческие и мышиные клетки отбирают и смешивают вместе в присутствии инактивированного вируса Сендай или PEG, чтобы способствовать слиянию клеток. Через некоторое время клетки (смесь клеток человека, мыши и «гибридных» клеток) высевают на селективную среду, например, среду HAT, что позволяет размножение только гибридных клеток.
Несколько клонов (каждый получен из одной гибридной клетки) гибридных клеток таким образом выделяют и подвергают как цитогенетическому, так и соответствующему биохимическому анализу для выявления фермента / протеина / признака в стадии исследования. В настоящее время предпринимается попытка коррелировать наличие и отсутствие признака с наличием и отсутствием хромосомы человека в гибридных клонах.
Если существует идеальная корреляция между наличием и отсутствием хромосомы человека и признака в гибридных клонах, считается, что ген, определяющий признак, расположен в рассматриваемом хромосома.
Среда HAT является одной из нескольких селективных сред, используемых для отбора гибридных клеток. Эта среда дополнена гипоксантином, аминоптерином и тимидином, отсюда и название среды HAT. Антиметаболит аминоптерин блокирует клеточный биосинтез пуринов и пиримидинов из простых сахаров и аминокислот.
Однако нормальные клетки человека и мыши все еще могут размножаться, поскольку они могут использовать гипоксантин и тимидин, присутствующие в среде, через путь спасения, который обычно рециркулирует пурины и пиримидины, полученные в результате разложения нуклеиновых кислот..
Гипоксантин превращается в гуанин с помощью фермента гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза (HGPRT), а тимидин фосфорилируется с помощью тимидинкиназы (ТЗ); как HGPRT, так и TK являются ферментами пути спасения.
В среде HAT только те клетки, которые имеют активные ферменты HGPRT (HGPRT +) и TK (TK +), могут пролиферировать, в то время как клетки с дефицитом этих ферментов (HGPRr- и / или TK-) не могут делиться (поскольку они не могут производить пурины и пиримидины из-за аминоптерина, присутствующего в среде HAT).
Для использования среды HAT в качестве селективного агента человеческие клетки, используемые для слияния, должны быть дефицитными по ферменту HGPRT или TK, в то время как мышиные клетки должны быть дефицитными по другому ферменту из этой пары.. Таким образом, можно слить клетки человека с дефицитом HGPRT (обозначенные как TK + HGPRr-) с клетками мыши с дефицитом TK (обозначенными как TK- HGPRT +).
Их продуктами слияния (гибридные клетки) будут TK + (из-за человеческого гена ) и HGPRT + (из-за гена мыши), и они будут размножаться в среде HAT, в то время как человек и клетки мыши не смогут этого сделать. Аналогичным образом можно запланировать эксперименты с другими селективными средами.
| Скрещивание | Скрещивание с |
|---|---|
| овсом | кукурузой |
| Brassica sinensis | Б. oleracea |
| Torrentia fourneri | T. bailloni |
| Brassica oleracea | B. campestris |
| Datura innoxia | Atropa belladonna |
| Nicotiana tabacum | N. glutinosa |
| Datura innoxia | D. Candida |
| Arabidopsis thaliana | Brassica campestris |
| Petunia hybrida | Vicia faba |
Таблица: Ссылка № 5 Примечание: в таблице приведено только несколько примеров, есть еще много скрещиваний. Возможности этой технологии огромны; однако не все виды легко помещаются в культуру протопластов.
